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              光敏材料3D打印技術

              來源:杰呈3D打印 發布時間:2020/6/5 14:21:48 瀏覽次數:383
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              光固化材料3D打印技術又稱為光敏材料3D打印技術,是一類使用光敏樹脂作為打印耗材的3D打印技術的總稱。根據具體工藝的不同,常用的光固化材料3D打印技術主要有三種:其一為光固化成型技術(SLA),這是由美國3DSystems公司開發的且是最早實現商業化的一種光固化材料3D打印技術;其二是由德國EnvisionTEC公司根據數字光處理投影儀技術開發的數字光處理技術(DLP);第三種為聚合物噴射技術(PolyJet),這是由以色列Objet公司(2011年被美國Stratasys公司收購)開發的聚合物噴射技術,并于2000年申請專利。


              SLA是由3DSystems公司的創始人CharlesHull于1983年發明的一種光固化材料3D打印技術,主要工作原理是通過聚焦后的激光束在裝滿光固化樹脂的樹脂槽中按照零件截面形狀進行掃描,使掃描后的區域樹脂固化,從而得到一層樹脂薄片,當工作臺下降一個層厚后,固化后的樹脂沉入液體中,再用激光束進行掃描便可得到第二層樹脂薄片,如此不斷重復,便可得到需要的零件。

              與其他3D打印技術相比,SLA具有成型精度高、質量好、自動化操作、工藝成熟等優點,其不足之處在于系統造價高、維護成本高,使用的光敏樹脂具有氣味和毒性,不便儲存,且零件打印完成后需用酒精及丙酮清洗并進行二次固化。


              DLP是一種與SLA類似的光固化3D打印技術,其與SLA技術最大的區別在于DLP技術使用的光源并不是激光束,而是使用經過數字光處理器處理后的光投影到液態光敏樹脂上進行固化。相比與SLA由點到面的固化過程,DLP則是層層固化,因此DLP的固化速度更快,成型后的零件表面更加光滑。但是DLP技術3D打印機造價更高,使用的打印耗材也更加昂貴。


              PolyJet作為最先進的光固化3D打印技術之一,其原理與粘接材料3D打印技術類似,不過PolyJet從噴頭噴射出的是光敏樹脂而不是粘結劑。PolyJet工作原理,打印噴頭延X/Y軸方向運動,將光固化樹脂噴射在工作臺上,此時紫外光固化燈緊隨噴頭運動,將噴射在工作臺上的樹脂進行固化,打印完第一層,然后工作臺沿Z軸下降一個層厚,噴頭繼續運動噴射樹脂并完成第二層固化,不斷移動噴頭或者下降工作臺,如此循環重復后便可完成零件的打印,去除支撐材料后可直接獲得完整零件,無需后處理。

              PolyJet具有精度高(16μm的層分辨率以及0.1mm的精度)、質量好、清潔及高效等優點,適合室內環境使用。與其他兩種光固化3D打印技術相比不足之處在于,PolyJet需要使用支撐材料輔助實體零件成型,且支撐材料都是一次性耗材,難以重復利用,增加了打印成本。因此研究適合PolyJet使用的低成本光固化支撐材料是促進其發展的一個關鍵問題,這也是研究重點。




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