深度解析3D Systems光固化3D打印的奥秘!

2015-03-01 00:15 来源:pconline 原创 作者:佚名 责任编辑:sunziyi

  【PConline 杂谈】快速成型技术也就是我们通常所说的3D打印,究其原理就是叠层制造,依靠3D打印机在XZY三个坐标上的位移,最终形成一个三维实物。与此同时,还有FDM、SLS、SLM、SLA等累积技术之分。而今天,我们便从最早出现并实现商用化的光固化(SLA)技术说起,一同了解光固化3D打印技术的奥秘。


深度解析3D Systems光固化3D打印的奥秘

  正如有些材料遇热硬化,而有些遇冷硬化一样,光固化所采用的“光敏树脂”,是由聚合物单体与预聚体组成,加有光引发剂 (光敏剂),一般为液态。光敏树脂经过一定波长的UV光照射后,引起聚合反应最终固化。


光敏树脂聚合反应

  SLA技术之所以不像FDM技术那样广为人知,或是因为它所采用的材料比较特殊,毕竟液体不易处理更不方便携带。而将“光固化”原理运用到3D打印并成功将其商业化的代表人物,则是在80年代创建3D Systems公司的Chuck Hull先生,而3D Systems公司也发展成当今3D打印领域的龙头企业之一,公司早期制定的“stl”文件格式,仍被沿用至今。


3D Systems创始人Chuck Hull

  基于SLA技术的3D打印机,通过能量光源,结合光敏树脂受光硬化的特性,从而打印出物体的剖面层,并将每一个剖面层堆积黏合在一起,组成最终的设计成品。看似简单,3D Systems公司却花费了大量时间用以研究。


滴漏模型演示

  正如上图所示,绿色代表光敏树脂,在‘V’形漏斗底端滴一滴形成薄膜‘5’,将薄膜‘5’往上吹,借助表面张力作用,薄膜‘5’不仅不会破还变得厚度均匀,直达“V”形开口顶端;图中黄色则代表了清洗溶剂,在薄膜‘5’往上移动的过程中,清洗设备内部的光敏树脂,为下一阶段的‘剖面制作’做准备;薄膜‘5’受到‘103’能量光源的照射,完成工件‘41’另一层剖面;黄色清洗溶剂再次出现,将工件表面的非剖面部分的光敏树脂清洗干净,准备下一循环的剖面制作。

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