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SLA光固化3D打印的技术起源
发布时间：
2024-09-27 23:08
3D打印技术作为数字化制造的重要分支，正以前所未有的速度改变着我们的生产方式与设计理念。其中，SLA光固化成型3D打印技术以其卓越的精度、细腻的表面质量以及广泛的应用潜力，成为众多领域追求高质量制造的优选方案。这项技术不仅打破了传统制造方式在复杂结构制作上的局限，更为产品设计、原型开发、精密制造乃至个性化定制开辟了新的可能。
一、起源与发展
SLA光固化成型3D打印技术的诞生，可以追溯到上世纪80年代的美国。当时，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术正处于快速发展阶段，但传统的减材制造和等材制造技术在面对复杂形状零件加工时显得力不从心。与此同时，人们对于快速原型制作和定制化生产的需求日益增长。
正是在这样的背景下，Charles Hull（查克·赫尔），任职于一家名为紫外线的公司的科学家，当时他的主要工作是研发一种可以用于保护家具表面涂层的光固化树脂胶。在这个过程中，他萌生了利用光敏树脂材料通过光照固化制作零件的想法。经过不懈努力，他于1983年成功发明了SLA（Stereo Lithography Apparatus）光固化成型3D打印技术，并于1986年获得了认定。
同为1986年，Charles Hull成立了3D Systems公司，致力于将SLA技术商业化。该公司于1988年根据SLA成型技术原理生产出了世界上第一台SLA 3D打印机“SLA 250”，并将其推向市场。
这一技术的出现，标志着3D打印技术正式步入商业化应用阶段。SLA技术是最早实现商业化的3D打印技术之一，也被称为“立体光固化成型法”或“激光光固化”。经过多年的发展，SLA技术逐渐成熟并广泛应用于各个领域。3D Systems公司也成长为全球最大的3D打印设备提供商之一，其SLA技术代表了该领域的先进水平。
二、原理
SLA光固化成型3D打印技术的工作原理主要是利用光敏树脂材料在特定波长的激光照射下发生固化反应。一般采用紫外激光（通常为355nm或405nm）作为光源，通过振镜系统精确控制激光光斑的扫描路径。在打印过程中，计算机控制激光束按照预设的三维模型逐层扫描液态光敏树脂表面，使被扫描区域的树脂固化成型。随着工作台的升降和激光的持续扫描，固化层逐层叠加最终形成一个完整的三维产品模型。
三、使用材料
SLA光固化成型3D打印技术采用的原材料主要是液态光敏树脂。液态光敏树脂，顾名思义，是一种在特定波长紫外光照射下能够迅速发生聚合反应并固化的液态材料。这种材料主要由光引发剂、单体聚合物与预聚体等组分混合而成。它具有以下几个特性：
1、快速固化
在紫外激光束的照射下，液态光敏树脂能够迅速从液态转变为固态，这一特性是SLA技术得以实现快速成型的基础。
2、高精度
由于激光束的精确控制和液态树脂的细腻流动性，SLA技术能够打印出高精度的三维模型，细节表现能力出色。
3、高分辨率
液态光敏树脂的固化过程是按层进行的，每一层的固化精度都极高，从而保证了整个模型的高分辨率。
4、多功能性
液态光敏树脂的种类繁多，具有不同的物理和化学性能，可以满足不同领域的应用需求。例如，有些树脂固化后性能类似于ABS塑料，适用于需要一定强度和韧性的应用场景；而有些树脂则具有耐高温特性，适用于需要在高温环境下工作的部件。
5、材料利用率高
SLA技术几乎可以实现100%的材料利用率，减少了材料浪费和成本。
四、结语
随着科技的不断进步和应用领域的持续拓展，SLA光固化成型3D打印技术正以其独特的优势引领着数字化制造的新潮流。从最初的概念萌芽到如今的广泛应用，SLA技术不仅见证了3D打印行业的飞速发展，更在产品设计、原型开发、精密制造以及个性化定制等多个领域展现出了巨大的潜力和价值。
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