激光固化层积造型（SLA）3D打印技术原理与设备解析

# 1. 介绍

## 1.1 引言

3D打印技术作为一种快速成型技术，正在逐渐被各种领域所应用。其中，激光固化技术(SLA)作为3D打印技术的一种重要分支，在制造业、医疗领域、艺术设计等领域具有广泛的应用前景。本章将介绍SLA 3D打印技术的背景和本文的研究结构。

## 1.2 研究背景

随着现代制造技术的不断发展，传统的加工制造方法已经无法满足个性化、小批量、高精度、复杂结构的制造需求。因此，3D打印技术应运而生，为解决这些问题提供了新的途径。在众多3D打印技术中，激光固化技术因其高精度、高表面质量和广泛的材料选择范围而备受关注。

## 1.3 本文结构

本文将围绕SLA 3D打印技术展开介绍，主要包括激光固化技术简介、SLA 3D打印设备、SLA 3D打印工艺流程、SLA 3D打印技术应用领域、挑战与未来发展等内容。希望通过对SLA 3D打印技术的全面介绍，能够使读者对该技术有一个清晰的认识，并了解其在不同领域的应用与发展前景。

# 2. 激光固化技术简介

### 2.1 传统3D打印技术概述

传统的3D打印技术主要包括熔融沉积成型（FDM）、层积压缩成型（LSAM）和粉末烧结成型（SLS）等多种方法。这些方法将原材料（如塑料、金属或陶瓷）逐层加热或堆积，在每一层上形成所需的形状，最终实现物体的打印。传统的3D打印技术在制造行业、医疗领域和教育研究领域都有广泛应用。

### 2.2 激光固化层积造型原理

激光固化层积造型（Stereolithography Apparatus，简称SLA）是一种基于光固化原理的3D打印技术。其工作原理是通过激光将光敏树脂材料一层一层地固化，并同时控制3D打印机的运动，最终形成三维物体。在打印过程中，激光束扫描树脂表面，照射的区域固化，形成一层固体材料，然后工作台下降，打印机进行下一层的固化。这个过程不断重复，直到打印完成。

### 2.3 SLA 3D打印技术的发展历程

SLA 3D打印技术起源于上世纪80年代，由美国3D Systems公司的Chuck Hull发明并商业化生产。此后，SLA技术经历了多次改进和发展。最初的SLA系统采用紫外线激光作为固化光源，后来发展为使用可见光激光器，提高了打印速度和材料选择范围。随着技术的进步，SLA 3D打印机的精度和速度都得到了显著提高，使其在各个领域得到了广泛应用。

# 3. SLA 3D打印设备

3.1 设备构成和工作原理

SLA 3D打印设备主要由光固化装置、控制系统和机械结构组成。光固化装置包括紫外光激光器、光束整形系统和扫描镜组成，其工作原理是通过激光束在光固化树脂表面扫描，将树脂固化成固体。控制系统负责激光束的控制及打印路径的规划，而机械结构则保证打印平台的精确运动。

3.2 光固化树脂材料选择