立体光固化工艺的特点

立体光固化作为一种快速成形技术，亦是基于离散-堆积成形原理。与其他快速成形工艺一样，它也是先制作零件的每一层层片形状，然后将所有层片逐层叠加获得三维实体。但是，由于在制作层片时的成形特点不同，立体光固化工艺具有一些独特之处。

（1）成形精度高 由于立体光固化的扫描机构通常采用振镜扫描头，光点的定位精度和重复精度非常高，成形时扫描路径与零件实际截面的偏差很小。另一方面，激光光斑的聚焦半径也可以做到很小，目前最小的光斑可以做到25μm，所以与其他快速成形工艺相比，立体光固化工艺的成形细节的能力非常好。

（2）成形速度快 离散-堆积成形过程中，材料的离散与其堆积是一对矛盾，离散得越细小，精度越高，但成形速度越慢。可见在减小光斑直径和层厚的同时必须极大地提高激光光斑的扫描速度。美国、日本、德国和我国的商品化设备均采用振镜系统（两面振镜）来控制激光束在焦平面上的平面扫描。325～355nm的紫外激光热效应很小，无须镜面冷却系统，轻巧的振镜系统可保证激光束获得极大的扫描速度，加之功率强大的半导体激励固体激光器（其功率在1000mW以上）使目前商品化的立体光固化成形机最大扫描速度可达10m/s以上。以如此高的扫描速度进行扫描，其扫描轨迹已呈现出一种面投影图案，使各点固化极其均匀和同步。采用上述技术措施的新型SLA—7000设备比SLA—5000平均成形速度提高了4倍。我国的Auro-350设备也属高速扫描SL系列。

（3）扫描质量好 现代高精度的焦距补偿系统可以实时地根据平面扫描光程差来调整焦距，保证在较大的成形扫描平面（600mm×600mm）内具有很高的聚焦质量，任何一点的光斑直径均限制在要求的范围内，较好地保证了扫描质量。

（4）成形件表面质量好 由于成形时加工工具与材料不接触，成形过程中不会破坏成形表面或在上面残留多余材料，因此光固化工艺成形的零件表面质量很高。另一方面，光固化成形能采用的分层厚度非常小，目前光固化工艺能实现的最小层厚为2.5μm，因而成形零件的台阶效应非常小，成形件表面质量非常高。

（5）成形过程中需要添加支撑 由于光敏树脂在固化前为液态，所以成形过程中，对于零件的悬臂部分和最初的底面都需要添加必要的支撑。支撑既需要有足够的强度来固定零件本体，又必须便于去除。由于支撑的存在，零件的下表面质量通常都差于没有支撑的上表面。

（6）成形成本较高 立体光固化快速成形机中的紫外线固体激光器和扫描振镜等组件其价格都比较昂贵，从而导致设备的成本高。另一方面，成形材料光敏树脂的价格也非常高，所以与熔融挤压成形、叠层实体制造、激光选区烧结等快速成形工艺相比，立体光固化工艺的成形成本要高得多。但与同样采用激光器的叠层实体制造、激光选区烧结等设备相比较，立体光固化成形设备的结构与系统较简单。振镜扫描系统既简单高效又十分可靠，在高速运行下无振动；采用SL工艺的系列设备的升降台和刮平系统与叠层实体制造设备的加热、加压、纸材输入—输出系统、升降台和测高系统相比也具有简单可靠的优点。