深度解析了国内外增材制造技术
来源:焊接切割联盟 | 作者:顾波 焊接切割联盟 | 发布时间: 2022-05-07 | 4673 次浏览 | 分享到:

光聚合是增材技术用来一次一层地构建物体的常用方法。当光聚合物树脂暴露在特定波长的光下时,会发生化学反应,使其变成固体。光聚合增材制造技术包括几个不同的打印过程,但它们都基于相同的基本策略:把放在大盆(或罐)中的液体光聚合物通过热源选择性地固化,一层一层地构建一个3D物理对象,直到完成,如图1所示。

图1 光聚合增材制造示意


除了早先基于激光的固化技术外,还涌现出多种其他技术类型的固化设备。数字光处理投影仪甚至 LCD 屏幕现在是一种流行的光聚合材料方式,因为其成本低且分辨力非常高。与激光相比,这两种技术的优势之一是它们能够同时固化整层的树脂,而激光需要通过绘制来逐步照亮整个表面。


光聚合增材制造技术分为两大类:它们的相同点是都在打印件的最后一层和树脂槽表面之间的界面处构建零件;不同点:一种是自上而下的方法,先将热源放置在大盆(VAT)的下方,然后3D 打印平台逐渐提升,最后打印成的部件是倒置的;另一种是自下而上的技术,将热源放置在大盆上方。因此,3D打印平台逐渐被浸入盆中。


该技术于20世纪80年代初由日本和法国研究人员发现并开发,并于1984年由世界上第一家3D打印公司 3D Systems Inc. 的联合创始人 Chuck Hull 首次工业化并获得专利。


最流行的大盆光聚合增材制造技术包括以下几项。


(1)立体光刻(Stereo Lithography,SLA) 立体光刻也称为光学制造、光固化或树脂印刷,是世界上最早的3D打印技术之一,由 Charles Hull 在1984年发明。它使用激光将液态树脂固化成硬化塑料。在立体光刻制造过程中,一束集中的紫外线或激光束聚焦在装有液体光敏聚合物的大盆的表面上。光束或激光被聚焦,通过交联或降解聚合物来创建所需3D打印对象的每一层。SLA对象具有高分辨力和准确性,以及清晰的细节和光滑的表面。SLA 用途广泛,可应用于许多不同的用例,因为光聚合物树脂配方具有广泛的光学、机械和热性能,可与标准、工程和工业热塑性塑料相匹配。


(2) 直接光处理 (Direct Light Processing,DLP)   直接光处理3D打印是利用数字投影仪屏幕将每个打印层一次闪烁成像到整个打印平台上。直接光处理与SLA几乎相同,不同之处在于它使用数字光投影仪屏幕一次闪烁每一层的单个图像。由于投影仪是一个数字屏幕,所以每一层的图像都是由正方形像素组成,从而形成一层被称为体素的小矩形砖块组成的层。直接光处理可以为某些部件实现比SLA更快的打印速度,因为每一层都是一次性曝光,而不是用激光一点一点绘制出来。