物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中3D打印工藝——SLA（立體光固化成型技術(shù)）

SLA 3D打印技術(shù)簡(jiǎn)介

SLA工藝簡(jiǎn)介

SLA是"Stereo lithography Appearance"的縮寫，即立體光固化成型法。用特定波長(zhǎng)與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點(diǎn)到線，由線到面順序凝固，完成一個(gè)層面的繪圖作業(yè)，然后升降臺(tái)在垂直方向移動(dòng)一個(gè)層片的高度，再固化另一個(gè)層面。這樣層層疊加構(gòu)成一個(gè)三維立體實(shí)物。

SLA 工藝的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

1.光固化成型法是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝，成熟度高，經(jīng)過(guò)時(shí)間的檢驗(yàn)。

2.由CAD數(shù)字模型直接制成原型，加工速度快，產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，無(wú)需切削工具與模具。

3.可以加工結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜或使用傳統(tǒng)手段難于成型的原型和模具。

4.使CAD數(shù)字模型直觀化，降低錯(cuò)誤修復(fù)的成本。

5.為實(shí)驗(yàn)提供試樣，可以對(duì)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證與校核。

6.可聯(lián)機(jī)操作，可遠(yuǎn)程控制，利于生產(chǎn)的自動(dòng)化。

缺點(diǎn)：

1.SLA系統(tǒng)造價(jià)高昂，使用和維護(hù)成本過(guò)高。

2.SLA系統(tǒng)是要對(duì)液體進(jìn)行操作的精密設(shè)備，對(duì)工作環(huán)境要求苛刻。

3.成型件多為樹脂類，強(qiáng)度，剛度，耐熱性有限，不利于長(zhǎng)時(shí)間保存。

4.預(yù)處理軟件與驅(qū)動(dòng)軟件運(yùn)算量大，與加工效果關(guān)聯(lián)性太高。

5.軟件系統(tǒng)操作復(fù)雜，入門困難；使用的文件格式不為廣大設(shè)計(jì)人員熟悉。

SLA 3D打印技術(shù)制造過(guò)程

SLA工藝的制作過(guò)程分為三步：第一步是設(shè)計(jì)模型；第二步是進(jìn)行打??；第三步是打印后的處理。

①第一步：設(shè)計(jì)模型。工作人員通過(guò)CAD軟件設(shè)計(jì)出需要打印的模型，然后利用離散程序?qū)δＰ瓦M(jìn)行切片處理，然后設(shè)置掃描路徑，運(yùn)用得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制激光掃描器和升降臺(tái)。

②激光光束通過(guò)數(shù)控裝置控制的掃描器，按設(shè)計(jì)的掃描路徑照射到液態(tài)光敏樹脂表面，使表面特定區(qū)域內(nèi)的一層樹脂固化后，當(dāng)一層加工完畢后，就生成零件的一個(gè)截面；然后，升降臺(tái)下降到一定距離，固化層上覆蓋另一層液態(tài)樹脂，再進(jìn)行第二層掃描，第二固化層牢固地粘結(jié)在前一固化層上，這樣一層層疊加而成三維工件原型。

③待打印完成之后，從樹脂液體中取出模型，然后對(duì)模型進(jìn)行最終的固化和對(duì)表面進(jìn)行噴漆等處理，以達(dá)到需求的產(chǎn)品。

SLA工藝的材料性能受限問(wèn)題

材料種類有限

SLA工藝所使用的材料種類相對(duì)較少，主要包括光敏樹脂、丙烯酸酯、聚碳酸酯等。這些材料的物理和化學(xué)性能在一定程度上限制了SLA工藝的應(yīng)用范圍。例如，光敏樹脂的強(qiáng)度和韌性相對(duì)較低，難以滿足高強(qiáng)度、高韌性材料的需求。

材料性能不穩(wěn)定

SLA工藝所使用的材料性能容易受到環(huán)境溫度、濕度、光照等因素的影響，導(dǎo)致材料性能發(fā)生變化。例如，光敏樹脂在光照條件下容易發(fā)生黃變，影響制品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

客戶選擇SLA工藝的應(yīng)用場(chǎng)景

原型制造

SLA工藝具有制造速度快、精度高等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于原型制造領(lǐng)域。客戶可以利用SLA工藝快速制造出產(chǎn)品設(shè)計(jì)原型，以便進(jìn)行后續(xù)的測(cè)試和改進(jìn)。這對(duì)于縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低開發(fā)成本具有重要意義。

定制化零件制造

由于SLA工藝可以制造出復(fù)雜的三維形狀，因此被廣泛應(yīng)用于定制化零件制造領(lǐng)域?？蛻艨梢岳肧LA工藝制造出符合特定需求的零件。

文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)

SLA工藝在文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)也有著廣泛的應(yīng)用。客戶可以利用SLA工藝制造出具有藝術(shù)價(jià)值的雕塑、模型等作品。此外，SLA工藝還可以用于制作文物復(fù)制和修復(fù)，以及在建筑領(lǐng)域制作建筑模型和裝飾品等。

科學(xué)研究領(lǐng)域

在科學(xué)研究領(lǐng)域，SLA工藝也被廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭圃?、生物醫(yī)學(xué)組織工程等方面。例如，科學(xué)家可以利用SLA工藝制造出模擬人體組織的生物材料，以便進(jìn)行藥物測(cè)試和生物醫(yī)學(xué)研究。此外，SLA工藝還可以用于制造具有特定物理和化學(xué)性能的材料和器件。

總之，盡管SLA工藝的材料性能存在一定的局限性，但其在原型制造、定制化零件制造、文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)和科學(xué)研究等領(lǐng)域仍具有廣泛的應(yīng)用前景?？蛻暨x擇SLA工藝的原因在于其制造速度快、精度高、適用范圍廣等特點(diǎn)，以及在特定領(lǐng)域中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

SLA 3D打印技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1、立體光固化成型法要向高速化，節(jié)能環(huán)保與微型化方向發(fā)展

2、提高加工精度，向生物，醫(yī)藥，微電子等領(lǐng)域發(fā)展

3、不斷完善現(xiàn)有的技術(shù)、研究新的成型工藝；

4、開發(fā)新的成型材料，提高制件的強(qiáng)度、精度、性能和壽命。

5、研制經(jīng)濟(jì)、精密、可靠、高效、大型的制造設(shè)備大型覆蓋件及其模具

6、開發(fā)功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、處理和監(jiān)控軟件

7、拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、快速模具制造到醫(yī)療、考古等領(lǐng)域。

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審核編輯 黃宇