比較SLA 與 DLP：應(yīng)該選擇哪種樹脂 3D 打印工藝？

自1984年查爾斯-赫爾（Charles Hull）發(fā)明立體光刻技術(shù)（SLA）以來,，如今的增材制造市場上已經(jīng)出現(xiàn)了多種技術(shù),，如FDM、SLS和MJF等,。有些甚至是從SLA衍生出來的,，如數(shù)字光處理（DLP）。正如你可能知道的那樣,，這些工藝中的每一種都是針對不同的行業(yè)和應(yīng)用的,。

本期文章將重點(diǎn)關(guān)注SLA和DLP技術(shù)，我們將確定它們的特點(diǎn),，以便在這兩種工藝之間建立一個(gè)比較,。雖然這兩種技術(shù)有許多共同點(diǎn)，但也有一些明顯的區(qū)別,。這些技術(shù)是如何工作的,？可以使用哪些材料？誰是主要的制造商,？我們在下文進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹和對比,。

SLA和DLP技術(shù)

雖然SLA和DLP打印工藝有一些不同之處,，但兩者之間也有一些相似之處。它們都將液體光聚合物暴露在光源下,。由于它們都有一個(gè)樹脂槽,，它們都是為了打印具有精確細(xì)節(jié)的小模型。這些方法與柔性或硬性材料兼容,，而且還可以打印復(fù)合材料,，例如填充玻璃或陶瓷。需要注意的是,，打印出來的零件相對脆弱,，如果暴露在陽光下，容易變質(zhì),，而且可能會出現(xiàn)翹曲的情況,。

△SLA和DLP都使用液體樹脂。

立體光刻技術(shù)（SLA）是1984年開發(fā)的第一個(gè)3D打印技術(shù),，現(xiàn)在被認(rèn)為是市場上最精確的3D打印工藝之一,。與DLP技術(shù)不同，SLA使用的光源是激光,。激光束掃過在水平軸上移動的樹脂罐,，使材料逐層固化。現(xiàn)在有兩種機(jī)器：一種是激光從上到下作用的機(jī)器,，每一層都有一塊板子,，它會隨著新的一層而下降；另一種是激光從下到上作用的機(jī)器,，有一個(gè)平臺,，隨著你的動作而上升。SLA實(shí)現(xiàn)了光滑的表面和0.05至0.01毫米的層厚,，從而允許打印具有極薄層的物體,。

數(shù)字光處理方法（DLP）來自圖像投影技術(shù)（可追溯到20世紀(jì)80年代），使用投影儀作為光源,。通過這種方式,，單一的投射光線一次性影響整個(gè)樹脂托盤。這個(gè)過程的核心是一個(gè)數(shù)字微鏡裝置（DMD）,，位于投影儀和樹脂之間,。它是由幾個(gè)微觀鏡面單獨(dú)控制和激活的：如果它們處于激活狀態(tài)，它們就會將光反射到樹脂上并進(jìn)行光固化,。因此,，它們產(chǎn)生一種掩模，根據(jù)所需的模型使樹脂硬化,。一些3D打印機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)用一個(gè)LCD屏幕取代了DMD,，大大降低了機(jī)器的價(jià)格,。不過，我們今天將不關(guān)注這些解決方案,。

△SLA和DLP打印工藝圖,。圖片來源：3D Hubs / bitfab

DLP工藝被認(rèn)為比立體光刻技術(shù)更快，因?yàn)樗�不是逐點(diǎn)工作的,。此外，由于其投影儀,，DLP打印機(jī)更大,。大多數(shù)情況下，DLP機(jī)器上的樹脂槽比SLA工藝使用的樹脂槽要淺一些,。

最后,，SLA和DLP技術(shù)的最后一個(gè)區(qū)別是在維護(hù)方面。DLP打印機(jī)幾乎不需要維護(hù),，而且通常更容易維修,，SLA機(jī)器中激光器的存在與此有很大關(guān)系。

打印質(zhì)量

打印質(zhì)量往往是在兩種技術(shù)之間進(jìn)行選擇的決定性因素,。特別是如果3D打印要用于生產(chǎn)成品零件,，意味著細(xì)節(jié)、結(jié)構(gòu)和表面的水平起著非常重要的作用,。原則上,，可以說這兩種技術(shù)使設(shè)計(jì)具有最精細(xì)水平的精確、高分辨率的模型成為可能,。然而,，對打印質(zhì)量起決定性作用的不僅是工藝本身，而且還有材料的選擇,。后者往往取決于制造商,，大多數(shù)機(jī)器在兼容性方面是封閉的。

用SLA工藝打印時(shí),，樹脂在打印床上逐點(diǎn)聚合,。零件越長，所需的打印時(shí)間就越長,，因?yàn)榧す獗仨毚┻^整個(gè)床面,。因此，SLA更適合于打印長度在幾毫米到1.50米之間的物體,。然而,，不會因?yàn)殚L度而損失質(zhì)量，而且可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)25微米的Z分辨率：它們都與模型尺寸無關(guān),。

△照片來源：Formlabs公司

DLP技術(shù)允許層的厚度達(dá)到5微米,。然而,，需要注意的是，由于像素的投射,，DLP 3D打印機(jī)會在最終產(chǎn)品上產(chǎn)生 "階梯狀 "現(xiàn)象,，這影響到打印部件的最終表面。當(dāng)打印長的部件時(shí),，質(zhì)量損失可能發(fā)生在側(cè)面,。版材的中心確實(shí)收到了來自投影儀的最集中的能量；然后其光線在邊緣逐漸擴(kuò)散,。

技術(shù)特點(diǎn)

打印速度

在打印速度方面,，DLP技術(shù)顯然處于領(lǐng)先地位。由于DLP一次性固化了整個(gè)樹脂層,，所以打印過程要快得多,。與SLA工藝不同，在SLA工藝中,，樹脂是逐點(diǎn)聚合的,，而在DLP工藝中，只有部件的高度會影響打印速度,。

打印量

立體光刻技術(shù)不一定用于生產(chǎn)大型部件,，因?yàn)榕c其他工藝（如FDM）相比，材料成本高,。此外,，打印量受限于裝有液體樹脂的罐子的大小。

Formlabs 3L SLA打印機(jī)的構(gòu)建體積為335 x 200 x 300毫米,，3D Systems Pro X 950的構(gòu)建體積為1500 x 750 x 550毫米,。 對于DLP打印機(jī)，Envison TEC Xtrem 8K機(jī)器的構(gòu)建體積為450 x 371 x 399毫米,，Carima DM400A型的構(gòu)建體積為400 x 330 x 500毫米,。

△Form3L具有更大的構(gòu)建體積（圖片來源：Formlabs）

后期處理

在所有樹脂3D打印過程中，零件的后處理是強(qiáng)制性的,。這是由于在打印非常薄的模型時(shí),，需要支撐結(jié)構(gòu)，并且必須在固化后拆除,。這個(gè)步驟可能很耗時(shí),，可能是樹脂三維打印的主要缺點(diǎn)之一。后期處理的差異主要與使用的材料有關(guān),，在SLA和DLP過程中都是如此,。除了用異丙醇（IPA）或三丙二醇單甲醚（TPM）清洗液體樹脂的部件外，還包括干燥、去除支撐結(jié)構(gòu),、可能的后固化,，以及必要時(shí)對部件進(jìn)行打磨和噴漆。

原則上可以說,，SLA和DLP過程中的后處理不僅耗時(shí),，而且需要用戶具備一定程度的專業(yè)知識，或者應(yīng)該留給專家來做,。3D打印中的后處理對用戶來說往往是一個(gè)挑戰(zhàn),，這就是為什么一些公司已經(jīng)專門優(yōu)化或自動處理這一步驟。

△移除打印介質(zhì)是一個(gè)后處理步驟,，可能需要時(shí)間,。

應(yīng)用案例

說到應(yīng)用案例，SLA和DLP技術(shù)大多用于類似行業(yè),。特別是,，珠寶和牙科領(lǐng)域經(jīng)常使用樹脂3D打印,。例如,，制造商Formlabs提供各種用于醫(yī)療專業(yè)人員的樹脂。許多公司用它們來制作各種類型的醫(yī)療設(shè)備,，如手術(shù)指南,。但是，由于可用的材料種類繁多,，許多其他部門也使用樹脂3D打印,。無論是用于原型設(shè)計(jì)、注塑模具,，甚至是工程,，都存在幾種合適的樹脂。

△不管是SLA還是DLP,，其精確度都很高,。

主要制造商

目前，有一些3D打印機(jī)制造商已經(jīng)轉(zhuǎn)向SLA技術(shù),。顯然,，主要制造商之一仍然是3D Systems公司，該公司由Charles Hull創(chuàng)立,。但隨著時(shí)間的推移,，其他制造商也出現(xiàn)了。尤其是Formlabs公司,，它已經(jīng)確立了自己作為SLA 3D打印機(jī)的領(lǐng)導(dǎo)者之一,。而除了提供SLA機(jī)器外，這家美國公司還提供許多樹脂和材料,，如用于牙科領(lǐng)域的Castable Wax40樹脂,。憑借其XFAB打印機(jī)系列,，制造商DWS也提供基于立體光刻技術(shù)的機(jī)器。

說到DLP 3D打印機(jī),，成立于2002年的EnvisionTEC公司被認(rèn)為是該技術(shù)的先驅(qū),。而像B9 Creator和Asiga一樣，一些公司隨后抓住了DLP工藝來開發(fā)他們的打印機(jī),。我們還可以提到那些依靠DLP工藝提供更快的技術(shù)的制造商,。具有數(shù)字光合成技術(shù)（DLS）的Carbon 3D公司，它可以控制氧氣的流動或Photocentric公司和日光聚合物打�,。―PP）,。最后，法國公司Prodways也為一種類似DLP的工藝申請了專利,，即MOVINGLight技術(shù),。

△EnvisionTEC被認(rèn)為是3D打印中DLP工藝的先驅(qū)（圖片來源：EnvisionTEC）

價(jià)格

在大多數(shù)情況下，DLP打印機(jī)的價(jià)格比SLA低,。但與所有系列的3D打印機(jī)一樣,，區(qū)分桌面打印機(jī)和工業(yè)打印機(jī)是很重要的。

對于入門級的SLA打印機(jī),，最容易使用的機(jī)器是Formlabs的Form 2,。Form2的打印量為145 x 145 x 175厘米，擁有約145微米的點(diǎn)精度,。該機(jī)器從2400美元起售,，自2015年以來一直在市場上銷售。然而,，請注意,，這家美國制造商后來又開發(fā)了由Form 3和Form 3L組成的新系列。

平均而言,，SLA 3D打印機(jī)的價(jià)格在3000美元至4000美元之間,。然而，如果你正在尋找工業(yè)機(jī)械,，價(jià)格就會急劇上升,。例如，3DSystems公司的工業(yè)SLA解決方案的市場價(jià)格高達(dá)500,000美元,。還要注意的是,，激光從上到下工作的機(jī)器一般會更貴。

DLP 3D打印機(jī)要容易得多,，吸引了許多增材制造愛好者,。Anycubic公司銷售的幾臺DLP機(jī)器的價(jià)格接近200美元，其Photon Zero打印機(jī)就是如此。專業(yè)人士使用的機(jī)器,，包括EnvisionTEC為牙科和珠寶業(yè)提供的機(jī)器,，價(jià)格在15,000美元左右。但和以往一樣,，根據(jù)制造商的不同,，價(jià)格也有所不同。制造商Asiga也為專業(yè)人士提供DLP 3D打印機(jī),，但價(jià)格在1,000美元左右,。

△SLA和DLP技術(shù)的比較（規(guī)格指的是桌面3D打印機(jī)）