光固化3D打印机有哪些优缺点？

现在3d打印机已经经变得非常普遍，其中光固化3d打印机最受欢迎。你知道光固化3d打印机优缺点吗？如果是很明白，可以往下看，纵维立方小方今天给大家仔细讲解两种讨论最多的光固化技术。

DLP3d打印

DLP使用投影仪(例如办公室演示或家庭影院的投影机)把一个物体的横截面投影到光敏性液体树脂中。其核心部分包括光半导体、数字显微设备和DLP芯片。DLP可能是目前世界上最先进的光开关设备，包含两百万个相互铰接的微型显微规则阵列。芯片配合数字视频或图像信号，光源和投影镜头，可使显微镜投射到屏幕或其它表面上。用于DLP及其外围器件的先进电子设备叫做数字光处理(数据光学处理)。

DLP芯片每秒可切换数千次，反映出1024像素的灰度阴影，将由芯片输入的图像信号转换成丰富的灰度图像。因此DLP3d打印的分辨率很高，最小打印尺寸可以达到50微米。以平面打印，但曝光面积有限。目前可打印尺寸为100*60mm至190*120mm。

DLP光固化3d打印机优缺点:高精度是它最大的优点。但是，为了保证高精度，投影尺寸有限，所以，只能打印小尺寸的物体。但是DLP技术主要是德州仪器，价格比较高。由于精度高，只能打印小型模型，所以主要用于珠宝铸造和牙科领域。

LCD3d打印

DLP和LCD3d最大的区别在于它们成像系统。对于LCD3d打印技术，LCD显示器用作成像系统。在液晶上施加电场会改变其分子排列，防止光线通过。由于采用了先进的液晶显示技术，液晶显示的分辨率非常高。但少量液晶分子在电场切换时无法重新排列，造成漏光弱。

LCD光固化3d打印机优缺点：液晶显示器价格低廉，分辨率高。然而，液晶显示屏使用寿命短，需要定期更换。液晶显示器3d打印的光强非常弱。只有10%的光能穿透液晶显示器，90%的光能被液晶显示器吸收。而且，如上所述，局部漏光会引起底光敏树脂过渡曝光，液槽需要定期清洗。LCD3d光固机已在牙科、珠宝、玩具等领域得到了广泛的应用。

据合众社报道，美国明尼苏达大学研究员于8月28日在《先进材料》(Advanced Materials)期刊上发表研究报告称，他们研发出世上首个全3D打印的“仿生眼”，这种设备有朝一日可以帮助盲人或视障者恢复视力。

图：明尼苏达大学研究员首次通过全3D打印技术在半球面上制造出一个图像传感阵列，这被看作“仿生眼”原型

该研究报告的作者、明尼苏达大学机械工程副教授Michael McAlpine博士在一篇通讯稿中表示：“仿生眼通常是科幻小说里的东西，但现在借由复合材料3D打印机的帮助，它离我们比以往任何时候都更近了。”

这种3D打印半导体器件的专利持有人McAlpine表示，他们惊喜地发现，使用全3D打印的半导体器件实现了25.3%的光电转化率，堪比微加工设备制造的半导体器件，然而后者的曲面在设计和制造上没那么灵活。

为了克服曲面的挑战，研究人员选择使用半球形玻璃顶、银颗粒的基油墨以及他们定制的3D打印机。报告称，这种油墨不会从曲面上流淌下来，而是保持在原位并均匀地变干。然后，他们使用半导体聚合物材料来打印光电二极管，将光转换为电能。整个过程大约需要一个小时。

这种仿生眼能模仿视网膜的功能，将它看到的图像转换成视网膜细胞的电脉冲，视网膜细胞再将图像信号传输回大脑。这项技术未来可能会让数百万盲人有机会重见光明。

几年前，McAlpine和同事们打印了一个“仿生耳”。后来的成功作品是用于外科实践的3D打印人造器官、作为“仿生皮肤”的电子布、用于活动手掌上的电子设备和帮助脊髓损伤患者的装置。

而“仿生眼”的研发也包含McAlpine的个人诉求，他说：“我母亲有一只眼睛失明，每当我谈起我的工作，她就会说，‘你什么时候帮我打印一只仿生眼？’”因此，这项重大突破也给他个人带来很大的满足感。

然而，McAlpine也承认，这种设备要实现常规有效的生产，还有很长的路要走。他指出，研发的下一步是打印出一种柔软的半球形材料，以植入眼窝中。此外，研究人员还希望增加更多光感收器以提高效率。

3D打印有多种技术，但在这些技术中，光固化3D打印是最古老和成熟的技术。经过多年的发展，出现了很多基于光固化3D打印机的新技术，包括SLA、DLP、LCD、CLIP、MJP、双光子3D打印、全息3D打印等。今天纵维立方小方介绍其中的五种光固化3D打印技术。

1、SLA光固化3D打印。

SLA技术是最早的3D打印技术，是业界广泛使用的最成熟的3D打印技术。该技术于1986年获得专利，该技术是3D打印行业领导者3D system，Inc .的联合创始人CharlesHull。目前，大型工业光固化3D打印机主要基于SLA技术。

一般用于SLA机器的灯波长为355nm激光束，激光束在树脂罐上，曝光方向在顶部，液体树脂在扫描激光束时硬化。把平台降低到收支平衡。因此，平台的表面是树脂表面以下的厚度。然后激光束跟踪边界，填充模型的二维横截面。树脂一层固化后，平台在生成实体三维物体之前，一层一层的形成由激光束的移动控制。理论上，激光束可以在大空间内移动。因此，SLA打印技术可以打印大型模型。

优缺点：SLA是第一个快速成型技术，成熟度高，印刷工艺稳定，机器供应商多。到目前为止，SLA是唯一能够打印大型模型的光固化3D打印机技术。此外，对于阳离子光聚合的树脂也有限制。由于激光的尺寸不同，所以SLA的分辨率要低于其它光固化技术。尽管如此，SLA技术的准确性足以打印出结构复杂、尺寸细微的物体。到目前为止，SLA仍然是牙科、玩具、模具、汽车、航空航天等多个领域可用的重要打印技术。

2、DLP光固化3D打印。

DLP3D打印的核心技术是决定图像形成和打印精度的DLP技术。DLP技术的出现已经有20年了。DLP技术的核心部分是LarryHornback博士1977年发明的光学半导体或数字显微镜设备或DLP芯片，1996年被德克萨斯仪器商业化。DLP芯片可以说是当今世界上最先进的光开关设备，包括由200万个互转轴组成的微型显微镜。每台显微镜大约是人类头发大小的五分之一。因此，DLP3D打印具有较高的打印分辨率，可打印的最小尺寸为50m。

优点和缺点：精度是DLP3D打印的最大优点。但是，为了保证高精度，投影尺寸是有限的。因此，DLP3D打印只能打印小尺寸的物体。DLP3D打印技术只能打印精度高、尺寸小的模型，因此主要应用于宝石铸造和牙科领域。

3、LCD光固化3D打印

从激光扫描SLA到数字投影DLP再到最新的LCD打印技术，纵观所有光固化3D打印机技术，照明和成像系统差别很大，但控制和步进系统几乎没有差别。DLP和LCD3D打印技术最大的区别是成像系统。向液晶施加电场会改变分子排列，防止光线通过。由于先进的液晶屏显示技术，液晶屏的分辨率非常高。但是，在电场转换过程中，少量LCD分子无法重新排列，光线变弱。

优缺点：LCD机便宜，分辨率好。但是，液晶屏寿命短，需要定期更换。LCD 3D打印的亮度非常弱，只有10%的光穿透LCD，90%的光被LCD吸收。此外，如上所述，部分泄漏会导致地板的光敏树脂转换暴露，因此必须定期清理水槽。目前，LCD光固化3D打印机在牙科、珠宝、玩具等领域有应用。

4、剪辑光固化3D打印

2015年3月20日，Carbon3DCorp开发的CLIP技术登上了科学封面。该技术的核心是氧气渗透膜的发明，有助于氧气渗透的连续打印，从而抑制自由基聚合。CLIP技术是DLP的尖端技术。CLIP技术的基本原理并不复杂。底部的UV投影使光敏树脂硬化，坦克底部的液体树脂由于氧气堵塞而保持稳定的面值，从而保证硬化的连续性。下面的特殊窗户可以让光和氧气通过。这项技术最重要的优点是，可以颠覆性地生产比DLP光固化3D打印机快25 ~ 100倍的物体——，理论潜在打印速度可以达到DLP技术的1000倍，分层可以无限好。目前，3D打印需要将3D模型剪切到与幻灯片叠加类似的多个图层上，因此不会删除粗糙度。CLIP技术的图像投影可以连续变化，就像幻灯片进化成叠加视频一样。这是DLP投影技术的一大改进。

优点和缺点：CLIP技术是真正的3D打印。这是目前对3D打印技术的破坏性技术。毫无疑问，CLIP技术最大的优点是快速打印。尽管如此，仍有一些技术问题需要解决。到目前为止，通过CLIP技术，为了快速打印，需要低粘度树脂和空白模型。前两种方法可以使树脂迅速补充到印刷区，后一种可以减少每层的用量。所以，CLIP工艺对高粘树脂和实体模型的效果不佳。

5、MJP光固化3D打印

MJP技术也称为PolyJet，2000年以色列公司Objet申请了专利。MJP3D打印可以有效地打印模型，多组喷嘴协同工作。根据模型切片数据，工作时数百个喷嘴在平台上分层喷射液体光敏树脂，打印喷嘴沿XY平面移动。感光树脂喷涂到工作台上后，滚筒将喷涂树脂的表面处理平整，UVD灯将感光树脂固化。完成一层的印刷硬化后，设备内置的工作台非常准确地降低了一层的厚度，喷头继续喷出感光树脂，进行下一层的印刷硬化。重复此 *** 作，直到打印完整个工件。

优点和缺点：对于MJP3D打印，喷嘴很多，可以喷涂多种材料。这使您可以同时打印多种材料、多色材料，以满足材料、颜色、刚度等要求。到目前为止，MJP3D打印是唯一能够打印多色模型的技术。MJP3D打印具有极高的加工精度，可打印的层厚度低到16微米。支撑材料容易熔化或溶解，所以去除支撑的过程是无损和容易的。因此，打印模型的表面是平滑的。最后，理论上印刷尺寸是无限的。但是MJP打印机机器很贵。这些材料也要贵，粘度低。MJP技术可应用于需要高加工精度的领域。现在经常用于宝石铸造、精密医学等。

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