光固化：什么是SLA、DLP和LCD？

基于光敏樹(shù)脂的3D打印機(jī)在近些年變得非常流行，我們通常用“光固化”來(lái)稱呼它們，有時(shí)我們也用這些3D打印機(jī)所使用的技術(shù)方式來(lái)稱呼它們。接下來(lái)我們來(lái)聊聊SLA、DLP、LCD這三種技術(shù)，理解清楚它們之間的關(guān)系，能讓我們更好的了解光固化3D打印。

命名問(wèn)題

樹(shù)脂3D打印是一種非常古老的3D打印技術(shù)，比FDM 3D打印技術(shù)還要早兩年。在1986年， Charles W. Hull申請(qǐng)了第一個(gè)基于光敏樹(shù)脂的3打印技術(shù)專利——立體光刻技術(shù)（SLA），同年成立了世界上第一家生產(chǎn)3D打印機(jī)的公司——3D Systems。而且現(xiàn)在3D打印機(jī)所使用的通用文件格式，STL文件格式，也是由他研發(fā)。在2012年6月，也是SLA原始專利到期五年后，第一臺(tái)大眾買得起的光固化3D打印機(jī)誕生。這也是第一臺(tái)數(shù)字光處理（DLP）3D打印機(jī)，這臺(tái)打印機(jī)是由B9Creator開(kāi)發(fā)，當(dāng)年預(yù)訂價(jià)2375美金。同年10月，第一臺(tái)桌面級(jí)SLA 3D打印機(jī)Form 1 也誕生了，預(yù)訂價(jià)2299美金。從此以后，各種光固化打印的技術(shù)名稱出現(xiàn)并泛濫成災(zāi)，例如SLA、DLP、LCD、mSLA、CLIP、VLC等等。順便說(shuō)一下，貌似有時(shí)候大家也會(huì)用SLA來(lái)統(tǒng)稱光固化3D打印技術(shù)。

SLA （立體光刻）

SLA（Stereo Lithography Appearance）有時(shí)也簡(jiǎn)稱SL。和其他光固化技術(shù)一樣，逐層打印形成3D實(shí)體。下面簡(jiǎn)單說(shuō)一下SLA有什么不同。SLA使用的是紫外激光作為光源，通過(guò)旋轉(zhuǎn)反射鏡精確控制激光光斑掃描截面輪廓，完成一層固化后再固化下一層，這樣層層疊加構(gòu)成一個(gè)三維實(shí)體。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是精度更高和打印質(zhì)量更好，因?yàn)榧す獾木_運(yùn)動(dòng)和微小尺寸可以實(shí)現(xiàn)更好的細(xì)節(jié)和分辨率。這種質(zhì)量的提高是以打印速度為代價(jià)的，因此繪制每層可能會(huì)更加耗時(shí)。

DLP（數(shù)字光處理）

DLP（Digital Light Processing）使用紫外投影儀作為光源，通過(guò)數(shù)字微鏡原件（DMD）控制投射的光來(lái)工作。每次投影一層，一次固化一整層。因此在速度上，DLP相對(duì)于SLA更快。DLP的打印精度會(huì)隨著投影面積的增大而下降，所以打印尺寸受到投影儀分辨率的限制。目前DLP所用到的DMD芯片基本都來(lái)自德州儀器，所以無(wú)論價(jià)格還是光源分辨率都取決于它。

LCD（液晶顯示）

LCD （Liquid-crystal display）打印技術(shù)是最近幾年才出現(xiàn)的新技術(shù)，有時(shí)也會(huì)用DUP（Direct UV Printing）來(lái)稱呼它。所有LCD 3D打印機(jī)的核心工作原理都是相同的：它們通過(guò)使用LCD屏幕遮蓋紫外光源來(lái)照亮3D打印的橫截面。從本質(zhì)上講，這取代了DLP的投影儀裝置，并以更緊湊、更便宜的屏幕代替了DLP，但以打印分辨率和打印機(jī)耐用性為代價(jià)。所以，隨著時(shí)間的流逝，LCD屏幕可能會(huì)磨損，而DLP投影機(jī)將保持更長(zhǎng)的使用壽命?，F(xiàn)在最新的黑白屏LCD的理論使用壽命超過(guò)2000小時(shí)，相比之前的彩色屏幕有著很大的提高（原先彩屏基本都不到500小時(shí)）。使用LCD打印，可以獲得DLP相當(dāng)?shù)乃俣?，而且設(shè)備更輕，更小，更便宜。

最后

最后說(shuō)一下，上面的這些圖片只是參考，并不和現(xiàn)在的3D打印機(jī)完全一樣。比如說(shuō)打印平臺(tái)，幾乎所有的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)會(huì)選擇在打印過(guò)程中下沉來(lái)改變z軸，而桌面級(jí)幾乎全為上升。結(jié)果是一個(gè)在平臺(tái)上打印，一個(gè)在平臺(tái)下打印。希望我的文章對(duì)您有所幫助，最后還是要強(qiáng)調(diào)一下，并不是所有的廠家都會(huì)使用這些標(biāo)準(zhǔn)的詞匯來(lái)描述他們的3D打印機(jī)。很多廠家往往會(huì)因?yàn)闋I(yíng)銷或失誤等情況，混亂的使用這些詞匯來(lái)描述他們的打印機(jī)。重要的是我們能從信息中準(zhǔn)確的識(shí)別這些技術(shù)，找到我們所需要的。

審核編輯 黃宇