SLA是"Stereo lithography Appearance"的縮寫(xiě)，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(xiàn)，由線(xiàn)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)三維實(shí)體。

SLA立體光固化成型法最早于20世紀(jì)70年代末到80年代初期，美國(guó)3M公司的Alan jHebert、日本的小玉秀男、美國(guó)UVP公司的Charles W.Hull和日本的丸谷洋二，在不同的地點(diǎn)提出了RP的概念，即利用連續(xù)層的選區(qū)固化產(chǎn)生三維實(shí)體的新思想。1986年，UVP公司 Charles W.Hull制作的SLA-1獲得專(zhuān)利。

1、SLA工藝特點(diǎn)

立體光固化成型（SLA）主要是使用光敏樹(shù)脂作為原材料, 利用液態(tài)光敏樹(shù)脂在紫外激光束照射下會(huì)快速固化的特性。光敏樹(shù)脂一般為液態(tài)，它在一定波長(zhǎng)的紫外光（250 nm～400 nm）照射下立刻引起聚合反應(yīng)，完成固化。SLA技術(shù)目前可以使用的打印耗材為光敏樹(shù)脂，主要用于制造多種模具、模型等;還可以在原料中通過(guò)加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密鑄造中的蠟?zāi)！?/p>

打印之前在樹(shù)脂槽中盛滿(mǎn)液態(tài)光敏樹(shù)脂，可升降工作臺(tái)處于液面下一個(gè)截面層厚的高度，聚焦后的激光束在計(jì)算機(jī)控制下沿液面進(jìn)行掃描，被掃描的區(qū)域樹(shù)脂固化，從而得到該截面的一層樹(shù)脂薄片；升降工作臺(tái)下降一個(gè)層厚距離，液體樹(shù)脂再次暴露在光線(xiàn)下，再次掃描固化，如此重復(fù)，直到整個(gè)產(chǎn)品成型；升降臺(tái)升出液體樹(shù)脂表面，取出工件，進(jìn)行相關(guān)后處理，通過(guò)強(qiáng)光、電鍍、噴漆或著色等處理得到需要的最終產(chǎn)品。

2、SLA工藝打印設(shè)備

H360光固化快速成型系統(tǒng)主要是由激光器、振鏡掃描系統(tǒng)、主機(jī)成形室、刮刀機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、樹(shù)脂缸、計(jì)算機(jī)及軟件組成。通過(guò)特定波長(zhǎng)與強(qiáng)度的紫外光聚焦到光固化材料表面，使之由點(diǎn)到線(xiàn)、由線(xiàn)到面的順序凝固，從而完成一個(gè)層截面的繪制工作。這樣層層疊加，完成一個(gè)三維實(shí)體的打印工作。

3、SLA光固化設(shè)備的應(yīng)用

SLA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)。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,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。使CAD數(shù)字模型直觀(guān)化，降低錯(cuò)誤修復(fù)的成本。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。SLA快速成型方法可以城西透明樹(shù)脂類(lèi)材料并且成型表面質(zhì)量光滑效果好，但是由于成型制件的強(qiáng)度低、成型過(guò)程中容易受到光污染且氣味大等特點(diǎn)，主要應(yīng)用在：汽車(chē)外觀(guān)件及結(jié)構(gòu)件的驗(yàn)證、精密鑄造中的蠟?zāi)?、文化藝術(shù)領(lǐng)域等。

4、SLA 技術(shù)的優(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(guān)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。

5、SLA 技術(shù)的缺點(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(shù)脂類(lèi)，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(mén)困難；使用的文件格式不為廣大設(shè)計(jì)人員熟悉。

DLP激光束成形工藝原理

在1981年，名古屋市工業(yè)研究所的小田秀夫（Hideo Kodama）發(fā)明了利用光固化聚合物3D打印出實(shí)體模型。在1987年，德州儀器（Tl）的拉里?霍恩貝克（Larry Hornbeck）創(chuàng)建了DLP（Digital Light Processing）技術(shù)。DLP用于投影器，配置數(shù)碼微鏡設(shè)備，每個(gè)鏡子代表圖像中要顯示的像素。不少裝置都使用DLP技術(shù)，包括投影器、電影投影器、手提電話(huà)和3D打印機(jī)。

DLP投影技術(shù)工作原理是：光束通過(guò)一高速旋轉(zhuǎn)的色輪（分色裝置，一種棱鏡）分解為R、G、B三原色后，投射DMD芯片。DMD芯片上有很多微小的鏡片組成，每個(gè)小鏡片均可在+10°與-10°之間自由旋轉(zhuǎn)并且由電磁定位。信號(hào)輸入后，在經(jīng)過(guò)處理后作用于DMD芯片，從而控制鏡片的開(kāi)啟和偏轉(zhuǎn)。入射光線(xiàn)在經(jīng)過(guò)DMD鏡片的反射后由投影鏡頭（光學(xué)透鏡）投影成像，投射在大屏幕上。

DLP打印技術(shù)（Digital Light Processing 3DPrinting），又稱(chēng)FTI（Film Transfer lmaging）。DLP3D打印技術(shù)和SLA3D打印技術(shù)十分相似，利用液態(tài)光敏樹(shù)脂（Resin）作周打印材料，以逐層逐層打印的方式把物品打印成型，打印時(shí)也可能需要加支撐，而整體的仔細(xì)度（精準(zhǔn)度）是極高！DLP3D打印技術(shù)的特別之處，是透過(guò)投影機(jī)投影的方法將液態(tài)光敏樹(shù)脂光固化，打印制成品。

速度與SLA相比，DLP3D打印機(jī)數(shù)碼投影器可一次過(guò)固化整層圖像，所以可以使各層快速固化，而SLA打印機(jī)中的激光必須[逐點(diǎn)」固化單層。因此，DLP只需用圖層圖像的單次照射就能進(jìn)行固化，所以打印速度更快。

精準(zhǔn)度DLP3D打印機(jī)中用作光源的數(shù)碼投影器是由像素組成。因此，在DLP

3D打印機(jī)上打印的零件層由許多稱(chēng)為[體素]的[3D像素]組成。體素就是一起構(gòu)成零件層的微小磚塊，體積十分微細(xì)，意味著幾乎不可能看到它們。

試想像3D像素為樂(lè)高積木，樂(lè)高積木形成的模型曲面，不會(huì)100%光滑，但是DLP仍然會(huì)產(chǎn)生非常漂亮和仔細(xì)零件。當(dāng)然機(jī)器的精細(xì)度取決于投影機(jī)，而現(xiàn)時(shí)的投影器已經(jīng)從1080p提升到2k，再由4k提升到了8k了！最新的DLP3D打印機(jī)的精細(xì)度亦能低于50um。

與SLA相比，DLP的局限是要打印大型而仔細(xì)的零件。因?yàn)閳D像的大小決定了分辨率。隨著圖層圖像尺寸的增加，分辨率也會(huì)降低，即代表打印很大比例的模型時(shí)，模型的仔細(xì)部分可能會(huì)受影響。

首先，3D模型會(huì)被3D打印軟件橫向地切成一層層，然后投影機(jī)會(huì)把第一層模型的形狀圖案投射到液態(tài)光敏樹(shù)脂上，然后進(jìn)行光固化及成型。第一層完成后，便會(huì)將物件稍微升高，然后投射下一層模型的形狀圖案到光敏樹(shù)脂上，層疊式地打印出模型。

DLP3D打印技術(shù)和SLA3D打印技術(shù)都是用液態(tài)光敏樹(shù)脂（Resin）作周打印物料，打印成本比較貴，但是打印精細(xì)度極高，十分適合模型制作，珠寶Prototype等仔細(xì)節(jié)度高的產(chǎn)品，又或者作翻模使用。

首先，根據(jù)CAD設(shè)計(jì)構(gòu)思三維實(shí)體模型，利用離散程序?qū)?shí)體模型進(jìn)行切片處理，設(shè)計(jì)構(gòu)思照射外形，所形成的數(shù)據(jù)信息將對(duì)光源及升降臺(tái)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確控制；然后，起吊平臺(tái)的相對(duì)距離下落，光固化層覆蓋另一層液體樹(shù)脂后，再照第二層，將第二層牢固粘結(jié)于上一層固化層，逐層堆疊為三維產(chǎn)品原型。其次，激光器根據(jù)切片形狀釋放相對(duì)形狀的光斑，固化樹(shù)脂后完成片層的生產(chǎn)加工；從樹(shù)脂中取出原型，最后固化，再經(jīng)過(guò)拋光、電鍍、噴漆或著色等工序，得到所需產(chǎn)品。

DLP成型工藝的優(yōu)勢(shì)

不僅成型精確度高、品質(zhì)好而且模制的物體表面光滑細(xì)膩。它的成型速度相比之下速度較快，而且比SLA的成型工藝快很多。

DLP成型工藝缺陷

精度高的光固化3D打印機(jī)DLP機(jī)型價(jià)格高，如果是工業(yè)級(jí)的話(huà)價(jià)格會(huì)更高。DLP所用的樹(shù)脂材料比較昂貴，容易造成原材料的浪費(fèi)。體光敏原材料在運(yùn)用和存儲(chǔ)都必須閉光。

DLP與SLA的不同

DLP3D打印與SLA3D打印屬于同屬一類(lèi)，工藝過(guò)程也比較接近，在產(chǎn)品特性、應(yīng)用類(lèi)別等方面基本無(wú)差別。但是兩者在光源上都有一定的區(qū)別，前一種是采用高分辨率的數(shù)碼光處理器(DLP)投影儀對(duì)液體光聚合物進(jìn)行逐級(jí)照射，每一層都以滑片的形式固化。而SLA加工工藝則是激光束由點(diǎn)到線(xiàn)，由線(xiàn)到面掃描固化。所以DLP比同類(lèi)SLA立體平版打印機(jī)的速度更快。

DLP 3D打印樹(shù)脂

無(wú)論是SLA工藝還是DLP工藝，光固化3D打印機(jī)目前最大的問(wèn)題都是樹(shù)脂問(wèn)題，而平衡固化速度、硬度、柔韌性等各項(xiàng)特性是解決的關(guān)鍵。在制品特性必須較高的高端應(yīng)用領(lǐng)域，SLA/DLP用光敏樹(shù)脂長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷。

LCD在3D打印技術(shù)中是新興技術(shù)，近幾年開(kāi)始流行起來(lái)，以DLP為基礎(chǔ)研究開(kāi)發(fā)，成本大大降低入手門(mén)檻觸手可及，精度媲美DLP，它使用紫外線(xiàn)照射固化樹(shù)脂作為成型方式。LCD 3D打印機(jī)工作原理是利用液晶屏LCD成像原理，在計(jì)算機(jī)及顯示屏電路的驅(qū)動(dòng)下，由計(jì)算機(jī)程序提供圖像信號(hào)，在液晶屏幕上出現(xiàn)選擇性的透明區(qū)域，紫外光透過(guò)透明區(qū)域，照射樹(shù)脂槽內(nèi)的光敏樹(shù)脂耗材進(jìn)行曝光固化，每一層固化時(shí)間結(jié)束，平臺(tái)托板將固化部分提起，讓樹(shù)脂液體補(bǔ)充回流，平臺(tái)再次下降，模型與離型膜之間的薄層再次被紫外線(xiàn)曝光。由此逐層固化上升打印成精美的立體模型。所以通過(guò)這種原理成像的LCD 3D打印機(jī)，我們也叫“LCD 3DPrinter。

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(chēng)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)）。

在3D打印技術(shù)里，相對(duì)于發(fā)展十多年的FDM成熟技術(shù)和中高端應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯的SLA和DLP技術(shù)，LCD技術(shù)才剛剛開(kāi)始。算上2013年第一個(gè)DIY設(shè)備或者2014年第一個(gè)商業(yè)產(chǎn)品，才幾年時(shí)間，所以成熟度遠(yuǎn)沒(méi)有其他技術(shù)成熟，設(shè)備類(lèi)型也屈指可數(shù)。

工作原理：

LCD打印技術(shù)，最簡(jiǎn)單的理解，就是DLP技術(shù)的光源用LCD來(lái)代替。我們可以回顧光固化技術(shù)的特點(diǎn)，每一個(gè)光固化技術(shù)的核心都是圍繞光源問(wèn)題的解決方案，從激光掃描的SLA，到數(shù)字投影的DLP，再到最新的LCD打印技術(shù)。LCD技術(shù)分為兩種，兩種還不一樣。其分界線(xiàn)就是光源波長(zhǎng)，一個(gè)是405nm紫外，一個(gè)是400-600nm可見(jiàn)光。LCD掩膜光固化：用405nm紫外光（和DLP一樣），加上LCD面板作為選擇性透光的技術(shù)，是LCD掩膜技術(shù)（LCD masking）或者行業(yè)里有很多各自的名字，例如選擇數(shù)字光處理（mDLP），液晶DLP技術(shù)，紫外掩膜固化等等。

使用LCD打印，可以獲得DLP相當(dāng)?shù)乃俣龋以O(shè)備更輕，更小，更便宜。

LCD光固化3D打印技術(shù)的特點(diǎn)：

1、精度高

LCD光固化3D打印機(jī)的分辨率能夠達(dá)到4K甚至有些到8K，精度可以達(dá)到100微米，可以說(shuō)是非常高的精度，而且它在打印工藝技術(shù)上也是要優(yōu)于SLA技術(shù)的，但是目前來(lái)說(shuō)該技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)來(lái)說(shuō)還是比較少，因?yàn)樗囊壕э@示器需要更換的頻率過(guò)高。

2、價(jià)格便宜

LCD光固化3D打印機(jī)采用的是開(kāi)源技術(shù)，它的設(shè)備元件都是要比SLA、DLP等工藝技術(shù)打印機(jī)價(jià)格便宜，是現(xiàn)在市場(chǎng)上各類(lèi)打印機(jī)中性?xún)r(jià)比最高的一款光固化打印機(jī)。非常適合新手小白購(gòu)入，作為入門(mén)級(jí)的打印機(jī)。。

3、操作簡(jiǎn)單

LCD光固化3D打印機(jī)沒(méi)有像SLA、DLP的投影模塊，只有一個(gè)高分辨率的透明屏幕，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于組裝。對(duì)于新手而言也是很容易上手自己操作的，而且LCD光固化3D打印機(jī)在后期設(shè)備的維護(hù)上也是非常的簡(jiǎn)單，只需要簡(jiǎn)單看下維護(hù)流程就能夠很好的管理設(shè)備。

4、使用耗材多

LCD光固化3D打印機(jī)和DLP技術(shù)大同小異，它使用的樹(shù)脂耗材基本上除了SLA專(zhuān)用的耗材之外都是可以通用的，擁有非常好的兼容性。用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)之后不需要擔(dān)心在使用LCD光固化3D打印機(jī)的時(shí)候買(mǎi)不到合適的耗材。

優(yōu)點(diǎn)：

①精度高：SLA＜LCD＜DLP

②價(jià)格便宜，性?xún)r(jià)比高

③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于組裝和維修

④樹(shù)脂通用

⑤可同時(shí)打印多個(gè)產(chǎn)品

缺點(diǎn)：

①可選范圍較小

②打印尺寸較小

LCD固化技術(shù)稍晚于DLP技術(shù)。大眾的顯示技術(shù)包括面板和投影兩大類(lèi)，都是十多年前發(fā)展的。DLP能夠承受和處理405nm的光波，于是有了3d打印的DLP技術(shù)。同理，少數(shù)LCD面板能忍受405nm紫外，于是有了LCDmasking這個(gè)技術(shù)。不管是否是405nm還是可見(jiàn)光，LCD技術(shù)終究會(huì)打破DLP大而粗/小而精的問(wèn)題，因?yàn)楝F(xiàn)在已經(jīng)有很多價(jià)格便宜量又足的LCD機(jī)器直接采用2K屏幕的。

LCD技術(shù)有一個(gè)硬傷：光效率沒(méi)有DLP高。但凡通過(guò)加大405nm燈的亮度來(lái)達(dá)到更多光通量，或者普通光通量的可見(jiàn)光LCD配合高敏感樹(shù)脂，得到的固化速度不能和DLP的成型速度相比的。有個(gè)實(shí)際參考值，同樣100微米厚固化，DLP是零點(diǎn)幾秒到幾秒，405nm紫外LCD或者可見(jiàn)光LCD需要十幾秒到幾十秒來(lái)固化。這里引出一個(gè)新的解決方案，用DLP以外的投影加上可見(jiàn)光技術(shù)達(dá)到一秒以?xún)?nèi)的高速度，投影可以同時(shí)達(dá)到高速度，大尺寸，高精度，還有低成本，但目前還沒(méi)有商業(yè)化。