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作為基于樹脂的技術(shù),SLA 和 DLP 從根本上相同。那么,是什么讓他們與眾不同呢?了解 DLP 和 SLA 之間的差異。
在 3D 打印工藝中,立體刻片 (SLA) 和數(shù)字光處理 (DLP) 通常被視為能夠在部分復(fù)雜性和精度方面達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。兩者都依賴于光的使用,通常在光譜的紫外線區(qū)域(380 - 405 nm),以治愈感光粘性樹脂。
這種樹脂通常由環(huán)氧樹脂或丙烯酸和甲基丙烯酸單體組成,在暴露在光線下時會聚合和硬化。當(dāng)光線照射到桶上以創(chuàng)建構(gòu)成每層的特定形狀或圖案時,可以形成一個固體物體,并從其他液體樹脂中提取。
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立體刻面(SLA)是最古老的3D打印形式之一,可追溯到20世紀(jì)80年代初。使用激光,它提供集中的光量,誘導(dǎo)樹脂單體在給定位置的光聚合。通過將激光掃過一桶樹脂,根據(jù)設(shè)計規(guī)范繪制了一層打印件。
SLA 打印機(jī)有兩個基本設(shè)計。首先,激光位于桶上方,指向樹脂。然而,更常見的情況是,激光位于桶下方,向上指向樹脂。
通常,激光不會直接照射到樹脂上,而是偏轉(zhuǎn)了快速移動的鏡面電壓計,將光束引導(dǎo)到適當(dāng)?shù)狞c。當(dāng)激光完成打印一層時,持有打印結(jié)構(gòu)的平臺從激光上移開一層高度,從而可以固化下一層。
數(shù)字光處理(DLP)作為一種3D打印技術(shù),其根源在于20世紀(jì)80年代末在德州儀器公司誕生的圖像投影技術(shù)。DLP 投影每個層,創(chuàng)建一個照明平面,在那里將發(fā)生光聚合。
當(dāng)光線照射到樹脂時,它并不局限于單個點,就像 SLA 一樣。相反,整個層同時形成。在這里,照明的圖案對于實現(xiàn)每層所需的形狀至關(guān)重要。這是通過數(shù)字微鏡設(shè)備 (DMD) 產(chǎn)生的"掩蔽"實現(xiàn)的。它位于紫外線發(fā)射燈和樹脂的光學(xué)路徑之間。
DMD 是一個動態(tài)面膜,由一系列旋轉(zhuǎn)的微米大小的鏡子組成,這些鏡子將光線反射到樹脂中或遠(yuǎn)離樹脂。這允許樹脂在層內(nèi)不同位置的差分照明(和聚合)。
現(xiàn)代 DLP 投影儀通常有數(shù)千個微米大小的 LED 作為光源。他們的"開"和"關(guān)"狀態(tài)是單獨控制的,并允許增加XY分辨率。一些 DLP 打印機(jī)以 LCD 屏幕取代 DMD,對價格有明顯影響。
鑒于他們共同的基本操作模式,這是很自然的,期望他們的樹脂是非常相似的。兩者都需要一種可光降解的啟動物質(zhì)(或不同物質(zhì)的混合物),這種物質(zhì)在與光相互作用時形成高度反應(yīng)性的物種(自由基、酸化物或類似卡本的化合物)。這些反過來將激活單體/寡聚物分子的聚合過程,這些分子也具有光敏性,能夠相互連接以生成固體物體。
但是,SLA 和 DLP 樹脂不一定可互換。請注意,兩種打印方式之間的功率密度非常不同,相應(yīng)的樹脂反映了這一點。
盡管如此,在這兩種情況下,單分子的大小將有助于定義物體的剛度。短鏈單體通常會導(dǎo)致更硬的對象,而長鏈單體允許更大的靈活性。
在比較3D打印和注塑成型時,通常討論的話題之一是機(jī)械性能的差異。例如,與注塑產(chǎn)生的部件不同,F(xiàn)DM 打印的部件具有機(jī)械異位性。即,當(dāng)負(fù)載并聯(lián)或正交施加到層時,它們會顯示不同的機(jī)械性能。然而,與FDM不同,SLA 和 DLP 都沒有表現(xiàn)出廣泛的同位素,其性能更像注塑部件。
如果您將準(zhǔn)確性和分辨率置于高于一切的優(yōu)先級,那么您可能會聽到 SLA 應(yīng)該是您的首選,但情況正在發(fā)生變化。SLA 和 DLP 打印機(jī)的市場非常異質(zhì),尤其是 DLP 打印機(jī)。如今,您發(fā)現(xiàn)消費者級 SLA 打印機(jī)很容易達(dá)到 25 微米 Z 分辨率,而許多 DLP 打印機(jī)很難低于 50 微米。但最近的進(jìn)步將DLP列為一等獎的競爭者。Kudo3D和Gizmo3D 打印機(jī)等公司表示,X、Y 和 Z 軸的精度很高,即使對于好的 SLAs 來說也很難匹配。
另一方面,由于 DLP 中層的像素化照明,該技術(shù)始終在看起來像"樓梯臺階"的層邊緣顯示微妙的人工制品。雖然這在當(dāng)今市場上的一些打印機(jī)中尤為明顯,但像遠(yuǎn)景科技(EnvisionTec)這樣的公司,其專利連續(xù)數(shù)字光制造 (CDLM)技術(shù),以及 DLP 方法的其他先行者,正在實施反別名或像素轉(zhuǎn)換校正,以減輕這種影響。
SLA 和 DLP 之間最大的區(qū)別之一是速度。SLA 由于其聚合方法的高度本地化性質(zhì),通常非常緩慢。為了緩解這一缺陷,SLA 3D 打印機(jī)比外殼更快地掃描物體的填充區(qū)域。這樣可以節(jié)省打印時間,但如果您希望您的零件在機(jī)械上更加穩(wěn)定,通常建議使用紫外線固化的后處理階段。
DLP 的內(nèi)在優(yōu)勢在于它允許同時固化整個層的表面。由于輪廓和內(nèi)側(cè)區(qū)域沒有區(qū)別,固化后的需求較小。例如,使用 DLP 打印 30 分鐘可能需要 4 小時使用 SLA 打印機(jī)才能使用相同的 3D 文件。
系統(tǒng)的可靠性和印刷部件的一致性是那些將這些技術(shù)視為生產(chǎn)手段的人的一個重要因素。與 SLA 機(jī)器相比,DLP 打印機(jī)的移動部件通常較少。因此,DLP 打印機(jī)有時被認(rèn)為不太可能發(fā)生故障,并保持更恒定的部分質(zhì)量水平。雖然這個論點是直觀合理的,但沒有證據(jù)表明這一點。因此, 至少在這個類別中, 在 Dlp vs Sla 競技場上沒有明顯的贏家。
然而,這些 3D 打印機(jī)是精密的設(shè)備,包含大量操作所需的電子和光學(xué)元件。如果設(shè)計或組裝不當(dāng),無論使用何種技術(shù),都會導(dǎo)致許多頭痛。
維護(hù)和相關(guān)費用也是需要考慮的相關(guān)問題。SLA 機(jī)器由于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu),如果激光需要更換,或者如果任何光學(xué)元件發(fā)生故障,則需要專業(yè)干預(yù)。系統(tǒng)校準(zhǔn)是必要的,通常這只能由專業(yè)人員正確完成,這可能意味著打印機(jī)需要運(yùn)回制造商。DLP 的優(yōu)點是其組件要簡單得多。如果任何部件發(fā)生故障(例如光源),則很容易獲得更換部件。