不止于高分子塑膠，帝斯曼Somos光敏樹(shù)脂專(zhuān)注3D打印

光固化3D打印樹(shù)脂

光固化（photocuring）是指單體、低聚體或聚合體基質(zhì)在光誘導(dǎo)下的固化過(guò)程，一般用于成膜過(guò)程。技術(shù)具有高效、適應(yīng)性廣、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)。光敏樹(shù)脂涂料是光固化技術(shù)在工業(yè)上大規(guī)模成功應(yīng)用的最早范例。

光敏樹(shù)脂即是UV樹(shù)脂，由聚合物單體與預(yù)聚體組成，其中加有光（紫外線）引發(fā)劑或稱(chēng)為光敏劑，在一定波長(zhǎng)的紫外光照射下立刻引起聚合反應(yīng)，完成固化，光敏樹(shù)脂一般為液態(tài)，用于制作高強(qiáng)度、耐高溫、防水等的材料，光敏樹(shù)脂3D打印常用于國(guó)內(nèi)外主流SLA快速成型設(shè)備、大多數(shù)進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)DLP桌面機(jī)等。

圖 SOMOS ProtoTherm光敏樹(shù)脂打印的吹風(fēng)機(jī)原型外殼（來(lái)源帝斯曼）

帝斯曼Somos?光敏樹(shù)脂

DLP和SLA打印過(guò)程都需要專(zhuān)業(yè)的光敏固化樹(shù)脂，以達(dá)成精確固化還原打印模型的目標(biāo)。在3D打印市場(chǎng)，帝斯曼通過(guò)其Somos?樹(shù)脂業(yè)務(wù)，在立體光刻（SLA）和數(shù)字光處理（DLP）領(lǐng)域樹(shù)立了自己的增材制造領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，為此帝斯曼成立一個(gè)專(zhuān)門(mén)的業(yè)務(wù)單元：帝斯曼增材制造?；赟omos的市場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，帝斯曼還將計(jì)劃覆蓋整個(gè)塑料打印材料領(lǐng)域，如在熔融長(zhǎng)絲打印技術(shù)領(lǐng)域，帝斯曼為這項(xiàng)技術(shù)提供了不斷增長(zhǎng)的材料組合，其中包括Novamid?聚酰胺和Arnitel?熱塑性彈性體。

圖 DSM Somos? Imagine 8000打印的游艇模型（來(lái)源帝斯曼）

帝斯曼Somos?系列多種光敏樹(shù)脂適用于DLP及SLA打印技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)、消費(fèi)電子、航空航天、醫(yī)療、民用消費(fèi)品等領(lǐng)域的樣品及原型制作（某些情況下可直接制作最終成品），小編列表如下：

圖 Somos WaterShed XC 11122 打印的組合燈具（來(lái)源帝斯曼）

光固化技術(shù)

光固化技術(shù)在3d打印機(jī)方面也日益重要，其原理是聚合物單體與預(yù)聚體組成光引發(fā)劑 (光敏劑)經(jīng)過(guò)UV光(例如，250-400nm波長(zhǎng))照射后，引起聚合反應(yīng)，完成固化成型。光固化3D打印能夠精確的還原打印模型的細(xì)部結(jié)構(gòu)，在工業(yè)級(jí)的光固化打印機(jī)上成型的尺寸精度可以做到0.05-0.10mm/100mm，并且具有比FDM（熔融沉積打印成型）打印成型更高的表面光潔度及還原性。光固化3D打印模型僅需少許的后處理去支撐結(jié)構(gòu)作業(yè)，可應(yīng)用于原型機(jī)的結(jié)構(gòu)裝配驗(yàn)證或最終制品成型。

圖 光固化SLA技術(shù)打印的航空部件原型（來(lái)源先臨三維）

DLP 與SLA 光固化打印技術(shù)

光固化3D打印技術(shù)分為DLP 打印技術(shù)和 SLA 打印技術(shù)，它們的區(qū)別在于光線投射到光敏打印樹(shù)脂的方式不同。DLP 和 SLA它們的共同點(diǎn)在于，打印之前都通過(guò)3D打印軟件把需要打印的3D數(shù)據(jù)模型按照打印精度需求（每層0.05mm或0.1mm不等）順序分割成有限個(gè)打印截面。3D打印機(jī)在單次打印作業(yè)周期內(nèi)完成一個(gè)單獨(dú)截面的打印，隨后打印升降臺(tái)再下降一個(gè)截面高度，進(jìn)入下一個(gè)打印周期，在上一個(gè)未完全硬化的截面層上繼續(xù)打印一層。如此重復(fù)，所有打印層經(jīng)光固化并順序粘連在一起完成整個(gè)3D模型的還原成型。

DLP （Direct Light Processing）光固化打印機(jī)內(nèi)置了一個(gè)光線投射器，DLP打印機(jī)利用投影器把一整層光投射到打印物料光敏樹(shù)脂上令樹(shù)脂固化。DLP打印機(jī)在每個(gè)打印周期，都是把光線一整層投影到打印截面上，如此反覆層疊式打印最終把物件打印成型。

圖 DLP工藝原理（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

SLA (Stereolithography) 3D 打印技術(shù)，不使用光線投影機(jī)，而是透過(guò)激光器把激光逐點(diǎn)或逐行照射到液態(tài)光敏樹(shù)脂上，將光敏樹(shù)脂逐層固化，最后得到整個(gè)物件的形狀。

圖 SLA工藝原理（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

DLP和SLA 光固化打印機(jī)的主要組成元素類(lèi)似，包括有可升降的打印平臺(tái)、容載液態(tài)光敏樹(shù)脂的容器、平整液面高度的刮板等。兩者的打印過(guò)程，都是當(dāng)?shù)谝粚庸饷魳?shù)脂固體化后，平臺(tái)會(huì)上升或下降一個(gè)分割截面高度，然后再用激光打印第二層，如此類(lèi)推逐層層打印，最后打印成一個(gè)整體形狀。

DLP與SLA的優(yōu)劣勢(shì)比較

DLP的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)體現(xiàn)如下：

1）精度高。其在材料屬性、細(xì)節(jié)和表面光潔度方面可以媲美注塑成型塑料件。

2）速度快。由于每次投射直接成型一個(gè)面，工件的長(zhǎng)度和寬度尺寸并不影響成型速度，成型速度僅受工件高度（Z軸長(zhǎng)度）的影響。理論上，要比SLA快很多。

3）造價(jià)低。由于無(wú)需激光頭發(fā)射激光來(lái)固化成形，僅使用成本極低的UV-LED光源進(jìn)行照射即可滿足成型要求。整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有噴射部件，所以沒(méi)有傳統(tǒng)成型系統(tǒng)噴頭堵塞的問(wèn)題，使得維護(hù)成本大大降低。

DLP的劣勢(shì)主要體現(xiàn)如下：

1）在受數(shù)字光鏡分辨率（1080）限制，只能打印尺寸較小產(chǎn)品。（打印面積大了，精度不夠，表面顆粒大粗糙）。

2）DLP系統(tǒng)的核心數(shù)字微鏡元件DMD（Digital Micromirror Device）只有德州儀器獨(dú)家提供，某種層面上束縛了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

圖 EvoDent?艾沃德打印的牙科模型（來(lái)源艾沃德）

SLA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

1） 發(fā)展時(shí)間最長(zhǎng)，工藝最成熟，應(yīng)用最廣泛。在全世界安裝的快速成型機(jī)中，光固化成型系統(tǒng)約占60%。

2） 成型速度較快，系統(tǒng)工作穩(wěn)定。

3） 具有高度柔性。

4） 精度很高，可以做到微米級(jí)別，比如0.025mm。

5） 表面質(zhì)量好，比較光滑：適合做精細(xì)零件。

SLA技術(shù)的缺點(diǎn)：

1） 需要設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)需要未完全固化時(shí)去除，容易破壞成型件，DLP類(lèi)似。

2） 設(shè)備造價(jià)高昂，而且使用和維護(hù)成本都不低。SLA系統(tǒng)需要對(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，DLP類(lèi)似。

3） 光敏樹(shù)脂有輕微毒性，對(duì)環(huán)境有污染，對(duì)部分人體皮膚有過(guò)敏反應(yīng)，DLP類(lèi)似。

4） 樹(shù)脂材料價(jià)格貴，但成型后強(qiáng)度、剛度、耐熱性都有限，不利于長(zhǎng)時(shí)間保存，DLP類(lèi)似。

圖 先臨三維為吉利汽車(chē)應(yīng)用SLA+VCM打印制作的方向盤(pán)（來(lái)源先臨三維）

以下分享小編整理的部分DLP及SLA打印設(shè)備廠家名錄，如有紕漏，敬請(qǐng)指正：

部分DLP打印設(shè)備廠家：

• 3D System

• Fromlabs

• Sprintray

• ZCorp

• EnvisionTEC

• Prodways

• 北京聞亭泰科技術(shù)發(fā)展有限公司

• 上海聯(lián)泰科技股份有限公司

• 深圳市極光爾沃科技股份有限公司

• 深圳市創(chuàng)想三維科技有限公司

• 深圳市創(chuàng)必得科技有限公司

• 深圳長(zhǎng)朗智能科技有限公司

部分LSA打印設(shè)備廠家：

• 3D System

• Formlabs

• SondaSys

• 上海聯(lián)泰科技股份有限公司

• 北京金達(dá)雷科技有限公司

• 中瑞科技（ZRapid Tech）

• 上海數(shù)造機(jī)電科技股份有限公司

• 金華萬(wàn)豪

• 杭州先臨三維科技股份有限公司

• 鄭州邁客美客電子科技有限公司

• 江蘇銳辰光電技術(shù)有限公司

3D打印技術(shù)被業(yè)界人士標(biāo)榜為“第三次工業(yè)革命”的領(lǐng)頭羊，是我國(guó)“十三五”計(jì)劃重點(diǎn)支持、重點(diǎn)發(fā)展的新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一，科技部已經(jīng)將3D打印技術(shù)納入國(guó)家863計(jì)劃。鑒于政策的支持，2018年我國(guó)3D打印市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到22.5億美元，2022年達(dá)到80億美元左右。3D打印在消費(fèi)品/電子、醫(yī)療、工業(yè)設(shè)備、汽車(chē)領(lǐng)域、航天航空等行業(yè)應(yīng)用比較廣泛。中國(guó)3D打印技術(shù)發(fā)展還面臨諸多挑戰(zhàn)，總體處于產(chǎn)業(yè)化初級(jí)階段。我們艾邦高分子，建有3D打印群，方便業(yè)界朋友溝通交流，請(qǐng)按二維碼申請(qǐng)加入：

文章參考百度百科、3D LAB STORE、先臨三維、立信三維、中國(guó)3D智造網(wǎng)、帝斯曼等，艾邦團(tuán)隊(duì)整理編輯

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