导读：树脂3D打印是用光固化液态光敏材料的过程，它是最古老的3D打印形式之一，并且能生产出具有高精度细节水平的最佳质量打印件。如今，树脂打印已经有有多种不同类型的打印技术，但其中最主要的技术是立体光刻 (SLA)和数字光处理 (DLP)。这两种类型以不同的方式实现相同的目标。主要区别在于SLA使用激光光源来固化树脂，而DLP使用投影系统。在下文，南极熊将探讨SLA和DLP之间的异同，重点介绍它们各自的打印工艺以及优缺点，此外还将介绍每种技术的几个打印机。
树脂打印基础知识
△采用 SLA 技术打印的零件
在 3D 打印工艺中，SLA 和 DLP 在零件复杂性和精度方面有很高的优势。两者都依赖于光的使用，这个光通常在光谱的紫外线区域（365-405 nm），也有些打印机使用可见光来固化光敏树脂。技术的原理简而言之就是利用激光或投影仪在树脂中绘制图像，使液体硬化。在讨论树脂如何固化之前，有必要先讨论一下什么是树脂？
3D 打印树脂通常由环氧树脂或丙烯酸和甲基丙烯酸单体组成，这些单体在光照下会聚合并硬化，这个过程称为交联。当光线照射在树脂桶上，形成构成每一层的特定形状或图案时，一个固体物体就形成了。根据特定的树脂，其特性可能有很大差异，从柔软的橡胶状材料到非常坚硬或高温的材料。使用树脂打印的主要优点是可以实现高精度，该过程几乎完美地再现了每一层所需的图像。树脂打印的主要缺点是树脂本身，因为它比标准熔融沉积成型 (FDM)材料更难使用，材料的复杂性较高，材料的范围也较窄。
SLA
△SLA 流程
SLA于1986年开发，是最初的3D打印技术。该术语由3D Systems创始人 Chuck Hull 创造。这是第一家将打印工艺商业化的公司，如今它被业余爱好者和专业人士使用。SLA 打印将激光束穿过树脂表面以固化一层，SLA系统通常将激光束定位在树脂上方，以自上而下的方向投射激光。也有一些系统都采用自下而上的形式。
无论哪种方式，SLA 打印过程都会在 X 轴和 Y 轴上使用称为检流计的镜子选择性地逐层固化物体的横截面。激光器由计算机控制的驱动器打开和关闭，确保树脂在正确的位置受到光照射。当每一层固化时，它会向上移动，为下一层液体腾出空间。激光点的功率必须足以启动光聚合物内的交联过程，目前市场中的大多数固态激光器都能轻松实现，总的来说，这个过程能够产生了很好的打印结果并且可靠性较高。
优势劣势
△通过 SLA 实现的精确细节
SLA 打印的最大优势是激光可以实现高精度，激光器发射一条连续的固化材料线，可产生非常光滑的表面光洁度。与DLP打印相比，线曝光也是其最大的缺点，因为固化每一层需要更长的时间。同时，由于激光在特定波长下工作，并且树脂的固化效果取决于波长，因此它也在一定程度上也限制了第三方材料的使用，大多数基于激光的机器还配备了自己的材料系列。
DLP
△DLP 流程概述
DLP打印技术由德州仪器 (TI)的拉里·霍恩贝克 (Larry Hornbeck) 发明，用作媒体应用的视觉投影系统，后来经过修改用于光聚合物打印。该公司于1987年创建了 DLP，但直到1997年，一家名为Digital Projection Ltd 的公司将其推向市场，第一个商业系统才出现。该打印过程不使用激光，而是使用数字光投影仪来曝光每层的单个图像，光线由数字微镜器件 (DMD)引导，而不是检流计。DMD 位于光线和树脂之间，它管理所有镜子的旋转，以在构建表面上形成正确的图像。
大多数现代光引擎使用发光二极管 (LED) 来进行光聚合物的实际固化。它们的开和关状态是单独控制的，并允许提高 XY 分辨率。与所有投影系统一样，图像只会在投影仪镜头与其投影平面之间的特定距离（称为焦距）处形成。距离越远，投影机的固化能力就越弱。如今，DLP 机器的质量因光源功率、所经过的镜头以及 DMD 质量的差异而差异很大，价格从 300 美元到 20 万美元不等。
DLP 打印与 SLA 的不同之处在于，DLP 打印将像素投影到树脂中以立即形成整个图像。这使得该过程更快，但也会对图像质量产生影响。然而，随着 DLP 曝光系统在过去几十年中取得了显着进步，这已不再是一个问题。
优势劣势
△用 DLP 打印机打印出来的向日葵
与基于激光的SLA系统相比，DLP系统的最大优势在于它能够一次性固化整个层，打印速度并不由模型的大小决定，整个打印床可以暴露在投影仪光线下，这与 SLA 不同，SLA 中单个激光需要穿过零件的横截面。但是，激光在SLA系统中移动得相当快，因此中小型物体的打印速度比DLP机器更快。然而，对于大型模型和，DLP 更具有优势。
DLP 系统的另一个优点是它们通常比 SLA 机器更具成本效益并且更易于校准。相比之下，SLA 机器通常需要送至制造商进行维修。然而，与 SLA 机器相比，DLP 系统的构建量往往较小。这是因为更大的构建体积需要更大的距离，而距离太大会导致 DLP 打印机的分辨率变得太低。虽然配置正确时这并不是一个缺点，但图像质量是基于投影仪将图像精确地投射到其焦距上，精度较低。
△此打印由 Elegoo Mars 4 DLP 打印机提供
由于系统是基于像素的，因此图像质量取决于 DMD 的分辨率。根据系统的不同，与 SLA 机器相比，图像质量可能较低且不流畅。这是因为该部件以像素形式固化，而不是像激光系统那样以连续线形式固化。然而，在现代系统上，除非仔细检查，否则应该无法分辨出差异。
在 DLP 系统中，在整个固化平面上实现一致的能量密度更加困难。有时，必须预先修改图层图像以解决此问题。光源必须覆盖 DMD 芯片的表面，而不仅仅是空间中的单个点，从而确保每个像素获得相同的光强度比保持激光强度一致更困难。这部分已在系统在工厂调试时完成，因此用户通常无需担心。然而，它确实使抗锯齿等图像处理技术更具挑战性，因为它们通常会改变图像亮度以实现平滑的外观。
无论是 DLP 还是基于激光的系统，机器的运动都可以是相同的。这些图像源仅影响每层固化的图像质量。根据光源的波长，DLP 和 SLA 系统可以使用相同的材料。两种工艺的后处理均遵循相同的清洗步骤，但高功率 DLP 系统所需的后固化量可能较少。
基于 LCD 的系统
△Photocentric 的可见光固化打印机
值得注意的是，基于 LCD (mSLA) 的打印机经常与 DLP 机器进行比较。LCD打印机也能够一次固化整个层，使用 LED 作为光源。DLP 系统通常被认为是优越的，因为与 LCD 屏幕相比，它具有更高的透光率。换句话说，投影仪传输的 LED 光比通过 LCD 屏幕的光多得多。
有些 LCD 会阻挡高达 80% 的 LED 能量，但使用单色 LCD 的现代系统效率要高得多，因为没有红色、绿色和蓝色滤光片。LCD 系统的价格要便宜得多，这使其成为爱好机器中使用最广泛的技术之一。一些基于 LCD 的系统在可见光谱中固化，这使得它们可以使用标准 LCD 来达到很好的效果，例如Photocentric 的Magna。
以下是 SLA 和 DLP 之间主要差异的简单细分：
SLA
●单束激光穿过零件的横截面
●提供更详细的打印
●构建体积并不决定分辨率
●价格更高
DLP
●整个打印床暴露在光源下
●与 SLA 不同，打印速度不依赖于模型尺寸
●构建体积越大意味着分辨率越低
●更适合爱好者
打印机
上文已经讨论了 SLA 和 DLP 打印技术并对它们进行了比较，接下来让我们看一些打印机示例。
△来自 Formlabs Form 3+ 的令人印象深刻的打印
SLA :
Form 3+
Form 3+是Formlabs的 SLA 打印机，Formlabs 是业内最知名的品牌之一。该机器是自下而上的，使用激光二极管。最新版本采用简化的单轴检流计系统，使其更具成本效益，并且由于固化聚合物从缸中释放的方式，它可以打印更大的区域。
●价格： 2,500 美元（翻新单位 2,000 美元）
●目标：企业和产消者
●材料： 30+
●构建体积： 145 x 145 x 185 毫米
Helios
值得一提的 SLA 机器的另一个例子是来自中国 Magforms 的Helios-P600 。这款巨大的打印机具有可变激光束尺寸，该公司声称可以将打印时间减少多达 50%。这款打印机比大多数树脂打印机都要大，显然是针对商业和专业用途。它使用 355 nm 激光光源，因此与大多数工业级光聚合物兼容。系统是开放的，所以用户可以选择你喜欢的任何材料。
●价格： 69,000 美元
●目标：商业
●材料：开放
●构建体积： 1,490 × 1,580 × 1,970 毫米
DLP:
Photon D2
△Anycubic Photon D2 是一款适合爱好者的出色 DLP 打印机
Anycubic的Photon D2是一款低成本 DLP 打印机。该机器采用德州仪器 (TI) DMD，采用抗锯齿功能，并声称在整个图像平面上具有 92% 的出色能量密度均匀性。它的分辨率为 2,560 x 1,440，并使用 15 W 光源，因此它应该以高细节水平快速固化构建平面。考虑到它的价位，它是一款出色的 DLP 打印入门机，用户可以在家中使用它。
●价格： 499 美元
●目标：家庭使用
●材质： Anycubic 系列 + 开放材质
●构建体积： 131 x 73 x 165 毫米
Figure 4
3D Systems 的Figure 4是一款以业务为中心的 DLP 机器，通常用于模具生产，具有很高的可靠性，但它的分辨率相对较低，仅为 1,080 像素。但这并不妨碍它制作出出色的打印品，而且他们的软件非常棒。与 Formlabs 非常相似，3D Systems 有多种材料可供选择，所有这些材料都可以与其设备无缝配合。该机器的价格较高，更适合商业使用。如果您正在寻找专业打印机，则可以考虑这款打印机。
●价格： 20,000 美元
●目标：商业
●构建体积： 124.8 x 70.2 x 196 毫米
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