3D打印技術(shù)之SLA立體光固化成型工藝（Stereolithography Apparatus）

　　　立體光固化成型工藝（Stereolithography Apparatus，SLA），又稱立體光刻成型。該工藝最早由Charles W.Hull于1984年提出并獲得美國國家專利，是最早發(fā)展起來的3D打印技術(shù)之一。Charles W.Hull在獲得該專利后兩年便成立了3D Systems公司并于1988年發(fā)布了世界上第一臺商用3D打印機(jī)SLA-250。SLA工藝也成為了目前世界上研究最為深入、技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種3D打印技術(shù)。
　　　SLA工藝以光敏樹脂作為材料，在計算機(jī)的控制下紫外激光將對液態(tài)的光敏樹脂進(jìn)行掃描從而讓其逐層凝固成型，SLA工藝能以簡潔且全自動的方式制造出精度極高的幾何立體模型。如圖所示為SLA技術(shù)的基本原理：


　　　液槽中會先盛滿液態(tài)的光敏樹脂，氦—鎘激光器或氬離子激光器發(fā)射出的紫外激光束在計算機(jī)的操縱下按工件的分層截面數(shù)據(jù)在液態(tài)的光敏樹脂表面進(jìn)行逐行逐點掃描，這使掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生聚合反應(yīng)而固化從形成工件的一個薄層。
　　　當(dāng)一層樹脂固化完畢后，工作臺將下移一個層厚的距離以使在原先固化好的樹脂表面上再覆蓋一層新的液態(tài)樹脂，刮板將粘度較大的樹脂液面刮平然后再進(jìn)行下一層的激光掃描固化。因為液態(tài)樹脂具有高粘性而導(dǎo)致流動性較差，在每層固化之后液面很難在短時間內(nèi)迅速撫平，這樣將會影響到實體的成型精度。采用刮板刮平后所需要的液態(tài)樹脂將會均勻地涂在上一疊層上，這樣經(jīng)過激光固化后將可以得到較好的精度，也能使成型工件的表面更加光滑平整。
　　　新固化的一層將牢固地粘合在前一層上，如此重復(fù)直至整個工件層疊完畢，這樣最后就能得到一個完整的立體模型。
　　　當(dāng)工件完全成型后，首先需要把工件取出并把多余的樹脂清理干凈，接著還需要把支撐結(jié)構(gòu)清除掉，最后還需要把工件放到紫外燈下進(jìn)行二次固化。

　　　SLA工藝成型效率高，系統(tǒng)運行相對穩(wěn)定，成型工件表面光滑精度也有保證，適合制作結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜的模型，能夠直接制作面向熔模精密鑄造的中間模。盡管SLA的成型精度高，但成型尺寸也有較大的限制而不適合制作體積龐大的工件，成型過程中伴隨的物理變化和化學(xué)變化可能會導(dǎo)致工件變形，因此成型工件需要有支撐結(jié)構(gòu)。目前SLA工藝所支持的材料還相當(dāng)有限且價格昂貴，液態(tài)的光敏樹脂具有一定的毒性和氣味，材料需要避光保存以防止提前發(fā)生聚合反應(yīng)。SLA成型的成品硬度很低而相對脆弱。此外，使用SLA成型的模型還需要進(jìn)行二次固化，后期處理相對復(fù)雜。