▦ 3D 学航图

🖨️ 04-打印技术

光固化:SLA / DLP / LCD

核心光固化SLADLPLCD树脂
一句话定义:光固化用特定波长紫外线让液态光敏树脂逐层固化——精度可达 0.01~0.05mm、表面近乎光滑,是手办、齿科、精细件的技术底座;代价是树脂有毒性、后处理繁琐。

为什么重要

  • FDM 打不出的细节(0.1mm 雕纹、光滑曲面、迷你比例)光固化是答案;两者是桌面双雄,选型必考题(工艺选型对比)。
  • 光固化的安全规程(皮肤接触/蒸气/废液处理)是知识库内唯一强制的安全主题,值得每个用户背下来。

前置知识

领域全景:什么是3D建模与3D打印 增材原理。

核心概念:三兄弟的差别

  • SLA(立体光刻):激光振镜逐点扫描——精度天花板、速度慢、贵(工业鼻祖,1986)。
  • DLP(数字光处理):投影仪一次投一整层——比 SLA 快,层高方向精度同源。
  • LCD/MSLA(遮罩式):用单色液晶屏当「数字底片」遮光,整机千元级——消费市场主流(打印速度取决于升降次数,与层复杂度无关)。
  • 共同硬件:料槽(树脂池)+ 离型膜(FEP/PFA,让固化层能剥离)+ 升降平台(自下而上拉出)。
  • 参数三件套:曝光时间(每层照多久,过度=过胀、不足=失败)、层高(0.02~0.05mm)、支撑密度。

原理与机制

  • 树脂是光聚合反应:光引发剂吸收紫外光 → 触发单体交联成固态聚合物。曝光量的控制就是成形的控制。
  • 自下而上生长:平台沉入树脂 → 曝光固化一层 → 平台抬起让离型膜剥离 → 重复。每层固化的是「截面」。
  • 关键差异:FDM 需要支撑来对抗重力(悬垂),光固化几乎每件都要支撑——因为截面与离型膜的吸附力会把未连接的孤岛件拽飞。所以「贴床方向、支撑布局」是光固化切片的核心功课(打印方向与支撑策略)。

模型/图示

 LCD 光固化循环:
 平台下降到离型膜上方 ─▶ 屏幕显示该层截面(黑=透光固化)
 ─▶ UV 曝光 ~2s ─▶ 平台抬升(离型) ─▶ 下一层…
 打完后: IPA 清洗(去残液) → 拆支撑 → 二次UV固化(强度定型)

直观类比

  • = 晒蓝图/洗照片的 3D 版:底片(屏幕)挡光,药水(树脂)见光成形,最后还要「定影」(二次固化)。
  • 支撑逻辑像模型厂的浇口:树脂件从「树」上剪下来,所以要留工艺树位置。

实例与案例

  • 32mm 微缩棋子:LCD 机 0.03mm 层高 + 标准灰模树脂,层纹肉眼难辨,直接喷漆。
  • 齿科隐形牙套/义齿蜡型:工业 DLP + 牙科认证树脂,是光固化最大商业市场之一(行业应用、商业化与伦理)。

常见误区与安全红线

  • 徒手碰未固化树脂:皮肤致敏风险,必须丁腈手套(乳胶会被树脂穿透);溅到先用干纸擦再肥皂水洗,不要直接冲水(会扩大污染)。
  • 在生活区裸打:树脂蒸气有刺激性,需通风或封闭+排风;清洗用 IPA 同样易燃。
  • 废液直接倒下水道:残液先用太阳光/UV 灯固化成固体再按固体废弃物处理。
  • 「曝光越久越牢」:过度曝光让细节肿胀(过胀 0.05~0.2mm),配合孔位全报废。
  • 平台上的件还没洗就拆:残液糊一手——顺序永远是先清洗后拆支撑(部分流派先粗拆后精洗,以官方指南为准)。

自测题

  1. SLA/DLP/LCD 的成像方式差异与成本排序?
  2. 为什么光固化几乎每件都要支撑?
  3. 背出三条树脂安全红线。

与其他知识点的关系

延伸阅读

  • 所用机型官方 Wiki(如 Anycubic/Elegoo/Phrozen 的树脂参数页);安全数据表 SDS 必读。

前置知识

领域全景:什么是3D建模与3D打印

关联知识点

树脂与工程材料后处理工艺