2.1 SLA工艺原理及特点（10）《增材制造技术》教学课件

3D打印认知与实践2.1SLA工艺原理及特点问题导入使用熔融沉积（FDM）3D打印工艺打印模型，比如自己设计的手机支架。在FDM打印过程中，使用的是线材状的塑料材料，并且打印出来的模型表面并不光滑，可以看到明显的分层感。在日常生活中，观察水结成冰这一物理现象，会发现冰块的表面是很光滑的，没有粗糙感。下面，就请大家思考一下，我们能不能使用液态的材料来打印出来表面更加光滑、精度更高的模型呢？接下来，学习一种使用液体材料打印模型的3D打印工艺—光固化成形（SLA）工艺。SLA工艺原理及特点

一、SLA是什么？光固化成形技术（StereoLithography,简称SL，有时又被称为StereoLithographyApparatus，SLA）又称立体光刻成形，是最早发展起来的3D打印技术，目前市场和应用已经比较成熟。该方法由CharlesHull于1986年获美国专利。1988年美国3DSystem公司推出商品化样机SLA—250，这是世界上第一台快速原型技术成形机。二、SLA成形原理设备组成：SLA成形系统包含了激光发射装置（激光器、扫描振镜及反射镜头等）、光固化成形装置（升降工作台，刮刀、液槽、定位装置等），以及系统必备控制软件，主要完成零件的三维造型、切片、路径规划，用来获得三维直角坐标系下的数据信息，并控制XY振镜实现X轴、Y轴的扫描，控制Z轴电机实现Z向位置控制。SLA工艺原理及特点

二、SLA成形原理成形过程：液槽中盛满液态光固化树脂，激光器发射出的紫外激光束（波长为320～370nm,处于中紫外至近紫外波段）在计算机的控制下按工件的分层截面数据在液态的光敏树脂表面进行逐行逐点扫描，这使扫描区域的树脂薄层产生聚合反应而固化从形成工件的一个薄层，未被照射的地方仍是液态树脂。当一层扫描完成且树脂固化完毕后，工作台将下移一个层厚的距离以使在原先固化好的树脂表面上再覆盖一层新的液态树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的激光扫描固化。新固化的一层将牢固地粘合在前一层上，如此重复直至整个工件层叠完毕，逐层固化得到完整的三维实体。SLA工艺原理及特点

二、SLA成形原理SLA工艺原理及特点

清洗二次清洗去除支撑固化后处理：当实体原型完成后，首先将实体取出，并将多余的树脂排净。之后去掉支撑，进行清洗，然后再将实体原型放在紫外激光下整体后固化。之后还需通过强光、电镀、喷漆或着色等处理得到需要的最终产品。二、SLA成形原理清洗：清洗的主要过程是：将模型放入一次性的清洗盆（盆中加入的是90%以上的医用酒精）中，对表面的树脂进行清洗。SLA工艺原理及特点

清洗二、SLA成形原理SLA工艺原理及特点

去除支撑去除支撑：去除支撑的时候，需要注意避免让模型损坏。在设计添加支撑的时候，需要将支撑结构设计的尽量细小。去除支撑时，可以使用铲刀，控制好力度，力度不能太大，因为刚从打印机取出来的模型十分脆。另一种，既干净又整洁的去除支撑的方法是用超声波清洗机进行去除，但价格较为昂贵。二、SLA成形原理二次清洗：在去除支撑之后，对模型进行第二次的清洗，是为了清除去掉支撑后残留在模型上的残渣。清洗完之后，用吹风机对模型吹干或用纸巾将洗好的模型擦干。SLA工艺原理及特点

二次清洗二、SLA成形原理固化处理：清洗完的模型还是很脆的，需要对模型进行二次固化，使用专门的固化炉对模型进行固化。要注意的是，二次固化的时间在3~6分钟即可，固化时间的过多或过少对模型的力学性能都有一定的损害。SLA工艺原理及特点

固化二、SLA成形原理打磨：为了使打印出来的模型既美观又光滑，对固化之后的模型进行打磨。可以运用砂纸或者打磨机，打磨的时候需要控制力度，否则对模型的精度有一些影响。打磨完之后，会有一些灰尘，我们可以用吹风机将其吹干净。SLA工艺原理及特点

打磨三、光固化成形（SLA）的优点与缺点具体来讲，SLA打印技术的优势主要有以下几个方面。优点1-技术成熟度高SLA技术出现时间早，经过多年的发展，技术成熟度高。优点2-打印精度高SLA技术打印精度高，可以制作结构十分复杂的、比较精细的原型，尤其是内部结构复杂的原型,可以加工复杂表面的薄壁件,壁厚最小可达0.5mm,这也是其他的成形技术所无法达到的。表面质量较好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平；适合做小件及精细、复杂件。优点3-打印速度快光敏反应过程敏捷，产品生产周期短，并无需切削工具与模具，可以实现快速熔模铸造。优点4-成形方法简单成形方法简单，能直接生产塑料件。自动化程度高，上位软件功能完善，可联机操作及远程控制，利于生产的自动化。SLA工艺原理及特点

三、光固化成形（SLA）的优点与缺点和其他打印技术相比较而言，SLA技术的主要缺陷在于：缺点1：翘曲变形成形过程中有物理、化学以及相的变化，制件较易翘曲、变形，需要支撑结构，支撑结构需在未完全固化时手工去除，容易破坏成形件。缺点2：成形速度慢成形速度较低，需要对制件进行二次固化，以提高制件的尺寸稳定性和使用性能。缺点3：成本高由于树脂和激光器价格较高，设备普遍价格高昂，需要专门实验室环境。使用和维护费用高昂。缺点4：材料限制液态树脂有一定的气味和毒性，对环境有污染，且需避光保存。受材料所限，可用使用的材料多为树脂类，使得打印成品的强度、刚度及耐热性能都非常有限，并且不利于长时间保存。SLA工艺原理及特点

拓展部分在了解光固化成形技术之后，阐述这种技术对我们日常生活带来的影响。小测验1.1986年，获得了世界上第一台SLA（StereoLithographyApparatus）设备的专利的人是？（）

A.CharlesHullB.卢秉恒C.ScottCrumpD.CarlBenz2.下列不属于光固化快速成形工艺(SLA)的优点的是？（）A.成形过程自动化程度高B.尺寸精度高C.优良的表面质量D.有时需要二次固化3.SLA的后期处理中的清理任务是（）。A.去除残留在成品中的多余树脂B.清理成品中的残留的多余