光固化成型
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
光固化成型的視頻教程
Abaqus復(fù)合材料固化成型分析
abaqus中復(fù)合材料固化成型操作，對(duì)比了CHILE、PATH DEPEDENT和VISCOELASTIC三種本構(gòu)在預(yù)測(cè)固化變形時(shí)的差異 參考帖子Abaqus基于粘彈性本構(gòu)的復(fù)合材料固化成型仿真 － 技術(shù)鄰 (jishulink.com) 建模視頻忘記錄音了，有時(shí)間補(bǔ)上
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光固化成型的實(shí)例教程
在本篇文章中，我將以光固化成型技術(shù)的視角來(lái)解析這些面具。
我們需要先了解一下光固化成型技術(shù)，“該技術(shù)使用紫外激光精確地固化光聚合物橫截面，將其從流體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w?！边@里我是直接引用3D Systems官網(wǎng)上對(duì)于該技術(shù)的解釋?zhuān)驗(yàn)樵摷夹g(shù)的發(fā)明者Chuck Hull就是這家公司的聯(lián)合創(chuàng)始人。當(dāng)然比較通俗的解釋就是UV光掃射在光敏樹(shù)脂的表面或者底面，每掃一次就凝結(jié)一層，通過(guò)一次一次不斷的掃射來(lái)將模型一層一層的打印出來(lái)。在國(guó)內(nèi)的光固化成型技術(shù)大致可分為SLA、DLP和LCD，這里我就以最普遍的SLA為主。
那回到面具中，第一類(lèi)面具的造型是比較簡(jiǎn)單的，大體是由曲面和網(wǎng)格構(gòu)成。第二類(lèi)面具則以動(dòng)物的臉部作為參考。這里我選三個(gè)有代表性的面具作為案例，通過(guò)面具的數(shù)據(jù)模擬、剛完成打印的面具和去除支撐后的面具，這三節(jié)點(diǎn)來(lái)逐步揭開(kāi)光固化成型技術(shù)的應(yīng)用范圍。
首先在面具1、2和3中，最應(yīng)該用到光固化成型技術(shù)的是面具3，因?yàn)樗罱K的呈現(xiàn)效果是電鍍金。如果一個(gè)物體要呈現(xiàn)出最好的上色效果，那它的表面必須是光滑的。在現(xiàn)有的三維成型技術(shù)中，高精度打磨后的光敏樹(shù)脂是最理想的選擇。所以通過(guò)面具3得出了兩個(gè)應(yīng)用范圍：表面光滑和上色。
△面具的數(shù)據(jù)模擬
△打印剛完成的面具
△去掉支撐后的面具
其次對(duì)比面具1和2。從直感上判斷，面具2是不適合光固化成型技術(shù)的，因?yàn)榇蟛糠值拿娑际怯删W(wǎng)格構(gòu)成，所以表面上都是一個(gè)一個(gè)的孔。那在光固化成型技術(shù)的錯(cuò)覺(jué)里，有孔就意味著需要加支撐去實(shí)現(xiàn)打印，所以每個(gè)孔都會(huì)有支撐，這樣會(huì)給后處理增加很高的難度。但觀察數(shù)據(jù)模擬和打印出來(lái)的面具后會(huì)發(fā)現(xiàn)孔里面是沒(méi)有支撐的，這是由于打印角度高于30度的情況下光固化成型技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)支撐打印。
展開(kāi) 隨著3D打印技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化，SLA立體光固化成型技術(shù)有望在精度、速度、經(jīng)濟(jì)等方面實(shí)現(xiàn)全方位的提升。以期推動(dòng)現(xiàn)有技術(shù)效率和質(zhì)量的不斷改進(jìn)，并開(kāi)拓出新的發(fā)展方向，為各行各業(yè)注入更多創(chuàng)新活力。
立體光固化成型(SLA)
立體光固化成型也稱(chēng)立體平板印刷或立體光刻，是一種以光敏樹(shù)脂為打印材料的成型方式。激光束按照設(shè)計(jì)路線掃描液態(tài)光敏樹(shù)脂表面，使得光敏樹(shù)脂特定區(qū)域固化，形成模型的一層截面。而后升降臺(tái)向下移動(dòng)一個(gè)微小的距離，進(jìn)行新一層截面的固化，直至形成完整制件。
采用立體光固化方式成型石墨烯/聚合物基復(fù)合材料時(shí)，一般將石墨烯溶于溶劑后加入光敏樹(shù)脂中或者直接加入樹(shù)脂中混合，之后進(jìn)行光固化成型。立體光固化成型打印精度很高，表面質(zhì)量?jī)?yōu)異，可以成型很復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，是目前高端3D打印市場(chǎng)的主流技術(shù)，常用于生物支架、口腔醫(yī)學(xué)等生物醫(yī)藥領(lǐng)域。
立體光固化成型實(shí)例
選擇性激光燒結(jié)(SLS)
選擇性激光燒結(jié)是一種適用于粉末成型的3D打印方式，主要用于金屬和陶瓷粉末的打印，但也可用于熱塑性聚合物粉末。
向聚合物粉末中加入石墨烯，可以提高粉末的導(dǎo)熱性能，對(duì)于減小熱翹曲有顯著改善作用。同時(shí)，石墨烯也可以改善制件的力學(xué)性能。
目前采用選擇性激光燒結(jié)成型石墨烯/聚合物基復(fù)合材料的報(bào)道還相對(duì)較少，并且主要集中在尼龍基材料上，今后的研究可向更多的復(fù)合材料種類(lèi)拓展。
展開(kāi) 縱維立方將在TCT亞洲展首日（26日）發(fā)布一系列的新品3D打印機(jī)，該消息一出便引發(fā)了網(wǎng)友們的大量關(guān)注和猜想，其中重磅新品——DLP光固化3D打印機(jī)的熱度指數(shù)更是不斷攀升?？v維立方這款全新的DLP光固化3D打印機(jī)到底有多驚艷？那還得從它所使用的技術(shù)來(lái)源開(kāi)始說(shuō)起！
關(guān)于 ? 光固化3D打印技術(shù)
光固化成型是最早的3D打印成型技術(shù)，歷經(jīng)了SLA激光掃描、DLP數(shù)字投影以及新的LCD光源這三個(gè)發(fā)展階段，如今的3D打印技術(shù)已日漸成熟。從SLA到LCD打印技術(shù)，每一個(gè)光固化技術(shù)的核心都是圍繞光源問(wèn)題的解決方案，而目前在市面上常見(jiàn)的也正是SLA光固化3D打印機(jī)、DLP光固化3D打印機(jī)和LCD光固化3D打印機(jī)這三款光固化3D打印機(jī)。
展開(kāi) △美國(guó)西北大學(xué)《Science》雜志文章
通常情況下，立體光固化成型 (SLA) 技術(shù)使用的光固化液體樹(shù)脂使用激光、投影儀或LED屏幕的紫外線固化。與熔融沉積成型(FDM) 相比，SLA打印機(jī)可以打印更精細(xì)的細(xì)節(jié)，并且成品沒(méi)有FDM產(chǎn)品那種特征沉積線。但是，SLA有一些缺點(diǎn)。當(dāng)前光固化3D打印技術(shù)速度提升的主要限制因素是熱量。光反應(yīng)聚合是一個(gè)高度放熱的過(guò)程，打印機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，這不僅會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)的高溫表面溫度，還會(huì)導(dǎo)致打印零件的破裂和變形。速度越快，打印機(jī)產(chǎn)生的熱量就越大。又大又快的機(jī)器，發(fā)熱量會(huì)非常高。
△HARP技術(shù)
還有，家庭打印機(jī)通過(guò)使用氟化乙烯丙烯 (FEP) 薄膜來(lái)防止硬化的光固化液態(tài)樹(shù)脂粘附在LED屏幕上。然而，打印品的每一層都需要從FEP機(jī)械移除，這會(huì)產(chǎn)生吸力，反過(guò)來(lái)又會(huì)導(dǎo)致模型與打印床分離。降低打印床的提升速度會(huì)降低吸力效果，但會(huì)顯著增加打印時(shí)間。一些新技術(shù)使用氣態(tài)氧在打印件和樹(shù)脂槽底部之間創(chuàng)建死層，消除了以前的FEP系統(tǒng)引起的抽吸問(wèn)題。這加快了打印時(shí)間，但卻加劇了熱量積聚。氣態(tài)氧實(shí)際上充當(dāng)熱絕緣體，聚集了熱量，最終嚴(yán)重限制打印尺寸和速度。
△HARP技術(shù)的3D打印過(guò)程
西北大學(xué)的團(tuán)隊(duì)在使用流動(dòng)的不混溶氟化油床時(shí)找到了熱量積聚問(wèn)題的答案，通過(guò)類(lèi)似于液體特氟龍不粘液體繞過(guò)了這個(gè)問(wèn)題。HARP通過(guò)窗口投射光線固化垂直移動(dòng)的成型臺(tái)板上的樹(shù)脂。液體聚四氟乙烯在接口上流動(dòng)，除去熱量，然后通過(guò)冷卻單元進(jìn)行循環(huán)。類(lèi)似于下雨天打滑汽車(chē)的效果，流動(dòng)的油在樹(shù)脂和紫外線光源之間，這樣在打印過(guò)程中Z軸方向就不必做上下往返運(yùn)動(dòng)來(lái)去除粘力。這實(shí)現(xiàn)了更快的非粘附打印與連續(xù)液面打?。ê虲arbon打印技術(shù)原理一樣），速度上也提高了一百倍。同時(shí)，油沒(méi)有起到熱絕緣體作用。
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光固化成型的最新內(nèi)容
隨著3D打印技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化，SLA立體光固化成型技術(shù)有望在精度、速度、經(jīng)濟(jì)等方面實(shí)現(xiàn)全方位的提升。以期推動(dòng)現(xiàn)有技術(shù)效率和質(zhì)量的不斷改進(jìn)，并開(kāi)拓出新的發(fā)展方向，為各行各業(yè)注入更多創(chuàng)新活力。
據(jù)了解，通過(guò)與上海夢(mèng)之路數(shù)字科技有限公司的合作，嘉立創(chuàng)3D打印技術(shù)利用其SLA立體光固化成型工藝，成功打造了一套高度仿真的教學(xué)工具，主要包括模擬電子取藥臺(tái)、模擬注射器、模擬醫(yī)用藥瓶以及模擬操作標(biāo)簽等。這些工具為醫(yī)學(xué)生提供了接近真實(shí)臨床的操作環(huán)境，實(shí)際地幫助了學(xué)生提高臨床實(shí)踐能力。當(dāng)然，3D打印技術(shù)也可用于生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的假肢、牙科矯正器等醫(yī)療物品，讓更多人受益于科技進(jìn)步。
至今已有熔融沉積成型（FDM）、光固化成型（SLA）、三維粉末粘接（3DP）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）和無(wú)模鑄型制造技術(shù)（PCM）等3D打印機(jī)工藝。而Stratasys公司創(chuàng)始人Crump研發(fā)FDM工藝的3D打印機(jī)憑借著維護(hù)成本低，構(gòu)造原理較為簡(jiǎn)單和使用便利等特點(diǎn)被大范圍應(yīng)用[3,4,5]。
數(shù)字化光處理技術(shù)(DLP)是一種面成型的光固化打印方式，也是一種廣泛使用的3D打印技術(shù)。DLP的技術(shù)原理是在光源作用下使液態(tài)樹(shù)脂發(fā)生聚合反應(yīng)固化成型。掃描完一層后，平臺(tái)上升或下降一個(gè)切片層厚度，樹(shù)脂補(bǔ)充完成后進(jìn)行下一層的固化，新固化層與上一層緊密結(jié)合在一起，如此層層疊加即可完成三維結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。
我們?cè)谥暗奈恼吕锝榻B了復(fù)合材料固化變形的相關(guān)內(nèi)容。
此外，工業(yè)級(jí)顆粒料熔融擠出成型、樹(shù)脂及陶瓷漿料的光固化成型、金屬激光熔融沉積成型、等離子束 / 電弧熔絲成型、大幅面激光選區(qū)熔化成型、增減材混合制造等裝備實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的工業(yè)級(jí)應(yīng)用；金屬黏合劑噴射3D打印技術(shù)能夠改善自身結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的不足，有望走向低成本、批量化應(yīng)用。
仿生血管制造和血管化是構(gòu)建工程組織和器官內(nèi)血管網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，但目前常用的血管制造手段及血管化實(shí)現(xiàn)方案結(jié)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)化，無(wú)法再現(xiàn)三維血管的生理特性，這使其所能發(fā)揮的作用十分有限。
投影式光固化生物3D打印技術(shù)通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)打印材料的逐層光固化，從而構(gòu)建出三維結(jié)構(gòu)。該種方法具有較高的打印分辨率，可實(shí)現(xiàn)仿生血管及促血管生成結(jié)構(gòu)的高精度制造，并且由于不使用擠出噴嘴
南極熊導(dǎo)讀：大壁厚陶瓷光固化3D打印工藝，在后期脫脂和燒結(jié)環(huán)節(jié)往往出現(xiàn)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)公司因泰萊激光已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了新突破。
近年來(lái)，光固化陶瓷3D打印技術(shù)廣受業(yè)內(nèi)關(guān)注。相對(duì)于其它陶瓷3D打印方式，光固化陶瓷3D打印具有成型效果好、精度高、表面質(zhì)量好、燒結(jié)后成品致密性好、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、生物醫(yī)療、能源化工、工程機(jī)械、電子制造等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
光固化陶瓷3D打印在成型工藝上已經(jīng)發(fā)展較為成熟，但是在后期脫脂和燒結(jié)環(huán)節(jié)
南極熊導(dǎo)讀：很多時(shí)候，輕量化是3D打印零件的重要目標(biāo)。那么是否可以直接3D打印泡沫材料來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？
有這樣一位科學(xué)家父親曾經(jīng)這樣教育他的孩子們，“雖然我不能改變能源，但是通過(guò)3D打印技術(shù)，我可以創(chuàng)造更輕的材料，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化，這樣可以節(jié)省能源。”比如讓飛機(jī)可以飛的遠(yuǎn)，汽車(chē)噪音更小且節(jié)能。
2022年5月17日，南極熊獲悉，PrintFoam宣布推出高通量泡沫3D打印機(jī)，憑借在泡沫
南極熊導(dǎo)讀：光固化3D打印核心元器件迎來(lái)重要突破， HITRY黑創(chuàng)推出8K投影光機(jī)。
3D打印作為智能制造的重要組成技術(shù)，是世界各國(guó)競(jìng)相追逐的目標(biāo).
光固化3D打印技術(shù)經(jīng)過(guò)近四十年的發(fā)展，逐漸發(fā)展出了以SLA激光器、DLP投影光機(jī)、LCD液晶屏為核心的光固化3D打印技術(shù)。這三種打印技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，比如：
SLA激光器優(yōu)點(diǎn)是成型尺寸大，功率強(qiáng)
進(jìn)階版操作指南
—— 光固化3D打印機(jī) ——
“光固化3D打印就像一盒巧克力，你永遠(yuǎn)不知道下一秒會(huì)遇到什么問(wèn)題?！毕霃墓夤袒?D打印菜鳥(niǎo)晉升為老司機(jī)，總有一些不得不踩的
