究竟什麼是什麽是 SLA 3D打印呢？
其實3D打印技術有很多種，之前介紹過FDM 3D打印機的打印技術，今次就介紹一下 SLA(Stereolithography 3d printing) 3D 打印技術及其原理。SLA 3d printing 中文名稱爲光固化3D打印，主要使用液態光敏樹脂作爲3D print 材料，通過激光照射到液態光敏樹脂，將光敏樹脂逐層固化，最後得到整個物件的形狀。
本文章內容目錄：
- SLA 3D打印如何運作？
- SLA 3D打印的特徵
- 常見的SLA 3D打印材料
SLA是屬於Vat光聚合家族的3D打印技術。在SLA中，通過使用激光束逐層選擇性地固化聚合物樹脂來創建對象。 SLA中使用的材料是液態的光敏熱固性聚合物。SLA以第一種3D打印技術而聞名：它的發明者早在1986年就獲得了該技術的專利。如果需要非常高精度或光滑表面的零件，SLA是目前最具成本效益的3D打印技術。
SLA具有直接光處理與DLP（另一種Vat光聚合3D打印技術）有許多共同特徵。為簡單起見，可以這兩款技術的光固化3D打印機視為平等。
SLA如何運作？
這是SLA製造過程的工作方式：
1. 首先將構建平台放置在液體光敏聚合物槽中，距離液體表面一層高度。2. 然後，激光通過選擇性固化和固化光敏聚合物樹脂來打印下一層。使用一組稱為振鏡的反射鏡將激光束聚焦在預定路徑上。掃描模型的整個橫截面，因此生產的零件是完全實心的。3. 3D打印完一層後，平台將移動一段安全距離。然後重複該過程，直到零件完成。4. 3D打印後，零件處於未完全固化的狀態，如果需要很高的機械和熱性能，則需要在紫外線下進行進一步的後處理。
1. 首先將構建平台放置在液體光敏聚合物槽中，距離液體表面一層高度。2. 然後，激光通過選擇性固化和固化光敏聚合物樹脂來打印下一層。使用一組稱為振鏡的反射鏡將激光束聚焦在預定路徑上。掃描模型的整個橫截面，因此生產的零件是完全實心的。3. 3D打印完一層後，平台將移動一段安全距離。然後重複該過程，直到零件完成。4. 3D打印後，零件處於未完全固化的狀態，如果需要很高的機械和熱性能，則需要在紫外線下進行進一步的後處理。
SLA 3d printing 時會有 以下主要組成元素：
image source: 3dinsider.com
1.激光光源: 被照射到的液態光敏樹脂會固體化。
2.升降平臺：當第一層光敏樹脂固體化後，平臺會下降一定的距離，然後再用激光打印第二層，如此類推，逐層逐層打印，最後打印成一個整體形狀。
3.容器：盛載着液態光敏樹脂作SLA 3d printing
4.固體化後的某個物件部分
5.3D打印物料：液態光敏樹脂
2.升降平臺：當第一層光敏樹脂固體化後，平臺會下降一定的距離，然後再用激光打印第二層，如此類推，逐層逐層打印，最後打印成一個整體形狀。
3.容器：盛載着液態光敏樹脂作SLA 3d printing
4.固體化後的某個物件部分
5.3D打印物料：液態光敏樹脂
以下的片段就示範了SLA 3d printing 的過程：
液態樹脂通過稱為光聚合的過程進行固化：在固化過程中，組成液態樹脂的單體碳鏈會被UV激光的光激活並變成固態，從而在彼此之間形成牢固的不可破壞的鍵。光聚合過程是不可逆的，無法將SLA零件轉換回液態：加熱時，它們會燃燒而不是熔化。這是因為與FDM使用的熱塑性塑料相反，用SLA生產的材料是由熱固性聚合物製成的。
image source： pinterest
SLA的特徵
打印機參數
在SLA系統中，大多數打印參數由製造商確定，無法更改。唯一的輸入是層高和零件方向（後者確定支撐位置）。SLA中的典型層高在25到100微米之間。較低的層高度可以更準確地捕獲彎曲的幾何形狀，但會增加構建時間（和成本）以及打印失敗的可能性。 100微米的層高適用於大多數常見應用。構建大小是另一個對設計師和工程人員很重要的參數。構建大小取決於SLA機器的類型。 SLA機器主要有兩種設置：自上而下和自下而上。SLA 3D打印零件在單次UV激光通過不足以完全固化液態樹脂。隨後的激光通過可以幫助先前固化的層高度融合在一起。事實上：在SLA中，即使在打印過程完成後，固化仍會繼續。為了獲得最佳的機械性能，必須將SLA零件後固化，方法是將它們放置在強紫外光下（有時在高溫下）的固化箱中。這大大提高了SLA零件的硬度和耐熱性，但使其更脆。例如，使用台式SLA打印機以標準透明樹脂打印的零件測試件的固化後抗張強度幾乎提高了2倍（65 MPa比38 MPa），並且可以在更高的負載（最高溫度為58oC）下工作相較於42oC），但其斷裂伸長率幾乎是一半（6.2％，而12％）。將零件放在陽光下也會引起固化。長時間暴露在紫外線下會對SLA零件的物理性能和外觀產生不利影響：它們可能會捲曲，變脆並變色。因此，強烈建議在使用前先用透明的紫外線丙烯酸塗料噴塗。
在SLA系統中，大多數打印參數由製造商確定，無法更改。唯一的輸入是層高和零件方向（後者確定支撐位置）。SLA中的典型層高在25到100微米之間。較低的層高度可以更準確地捕獲彎曲的幾何形狀，但會增加構建時間（和成本）以及打印失敗的可能性。 100微米的層高適用於大多數常見應用。構建大小是另一個對設計師和工程人員很重要的參數。構建大小取決於SLA機器的類型。 SLA機器主要有兩種設置：自上而下和自下而上。SLA 3D打印零件在單次UV激光通過不足以完全固化液態樹脂。隨後的激光通過可以幫助先前固化的層高度融合在一起。事實上：在SLA中，即使在打印過程完成後，固化仍會繼續。為了獲得最佳的機械性能，必須將SLA零件後固化，方法是將它們放置在強紫外光下（有時在高溫下）的固化箱中。這大大提高了SLA零件的硬度和耐熱性，但使其更脆。例如，使用台式SLA打印機以標準透明樹脂打印的零件測試件的固化後抗張強度幾乎提高了2倍（65 MPa比38 MPa），並且可以在更高的負載（最高溫度為58oC）下工作相較於42oC），但其斷裂伸長率幾乎是一半（6.2％，而12％）。將零件放在陽光下也會引起固化。長時間暴露在紫外線下會對SLA零件的物理性能和外觀產生不利影響：它們可能會捲曲，變脆並變色。因此，強烈建議在使用前先用透明的紫外線丙烯酸塗料噴塗。
常見的SLA材料
SLA材料以液態樹脂的形式出現。每升樹脂的價格差異很大。與台式SLA打印機相比，工業系統提供的材料範圍更廣，這使工程人員可以更緊密地控制打印零件的機械性能。
SLA材料（熱固性塑料）比用FDM 3D打印材料或SLS（熱塑性塑料）3D打印材料生產的零件更脆，因此，SLA零件通常不用於承受較大載荷的功能原型。
