光固化3D打印树脂
光固化（photocuring）是指单体、低聚体或聚合体基质在光诱导下的固化过程，一般用于成膜过程。技术具有高效、适应性广、经济、节能、环保的特点。光敏树脂涂料是光固化技术在工业上大规模成功应用的最早范例。
光敏树脂即是UV树脂，由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光（紫外线）引发剂或称为光敏剂，在一定波长的紫外光照射下立刻引起聚合反应，完成固化，光敏树脂一般为液态，用于制作高强度、耐高温、防水等的材料，光敏树脂3D打印常用于国内外主流SLA快速成型设备、大多数进口或国产DLP桌面机等。
图 SOMOS ProtoTherm光敏树脂打印的吹风机原型外壳（来源帝斯曼）
帝斯曼Somos®光敏树脂
DLP和SLA打印过程都需要专业的光敏固化树脂，以达成精确固化还原打印模型的目标。在3D打印市场，帝斯曼通过其Somos®树脂业务，在立体光刻（SLA）和数字光处理（DLP）领域树立了自己的增材制造领域的领先地位，为此帝斯曼成立一个专门的业务单元：帝斯曼增材制造。基于Somos的市场应用经验，帝斯曼还将计划覆盖整个塑料打印材料领域，如在熔融长丝打印技术领域，帝斯曼为这项技术提供了不断增长的材料组合，其中包括Novamid®聚酰胺和Arnitel®热塑性弹性体。
图 DSM Somos® Imagine 8000打印的游艇模型（来源帝斯曼）
帝斯曼Somos®系列多种光敏树脂适用于DLP及SLA打印技术应用于汽车、消费电子、航空航天、医疗、民用消费品等领域的样品及原型制作（某些情况下可直接制作最终成品），小编列表如下：
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帝斯曼DSM Somos®光敏树脂 |
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牌号 |
树脂特性 |
成型特性 |
应用场景 |
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Somos Imagine 8000 |
低粘度、不透明白色 |
坚固、坚硬、防水 |
汽车、医疗器械和消费电子样品及水流量分析、RTV模型、耐用概念模型、风管测试和快速铸造模型 |
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SOMOS ProtoTherm |
耐高达121°C |
细节精度高、高湿环境下尺寸稳定 |
简化风洞试验样品 |
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SomosWaterClear Ultra 10122 |
非凡的光学透明清晰度 |
优异的防潮性、出色的耐水性和耐高温性 |
流体流动分析、概念和功能模型等，还提供类似于工程塑料的折射率值，用于光学光传输工作中的功能测试。 |
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Somos WaterShed XC 11122 |
透明、清晰度高 |
优异的防潮性、防水性、模仿ABS和PBT等透明热塑性塑料的外观 |
流体流动分析。耐用性足以承受强烈的风洞试验，是汽车和航空航天工业的理想选择。 |
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SomosEvoLVe 128 |
精确细节、尺寸稳定高 |
外观和感觉与传统的热塑性塑料几乎没有区别 |
理想应用：
1.坚韧的功能原型
2.卡扣式设计
3.夹具 |
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Somos GP Plus 14122 |
类ABS、白色 |
防水、耐湿、耐用性、精确性和防潮性能 |
功能原型、概念模型和小批量生产部件： 航空部件 汽车部件 消费产品部件 小批量生产部件 |
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Somos PerFORM |
复合材、白色、耐高温132~268℃复合立体光固化成型树脂中粘度最低的一款 |
坚固、强韧、耐高温复合部件、制造的部件更易于后处理清洁 |
模具 风洞测试 高温测试 电气罩壳 汽车外壳 |
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Somos ProtoGen 18120 |
透明、类似ABS |
高耐冲击、高度精确、防潮、耐高温材料 |
汽车部件 医疗 消费产品 电气罩壳 |
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Somos ProtoGen 18420 |
白色 |
耐高温、防潮材料、制品表面清洁 |
特别适合汽车和医疗应用。 |
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Somos ProtoGen 18920 |
灰色 |
耐高温、防潮、极高的精度和出色的表面质量 |
汽车部件 医疗 消费产品 电气罩壳 |
图 Somos WaterShed XC 11122 打印的组合灯具（来源帝斯曼）
光固化技术
光固化技术在3d打印机方面也日益重要，其原理是聚合物单体与预聚体组成光引发剂 (光敏剂)经过UV光(例如，250-400nm波长)照射后，引起聚合反应，完成固化成型。光固化3D打印能够精确的还原打印模型的细部结构，在工业级的光固化打印机上成型的尺寸精度可以做到0.05-0.10mm/100mm，并且具有比FDM（熔融沉积打印成型）打印成型更高的表面光洁度及还原性。光固化3D打印模型仅需少许的后处理去支撑结构作业，可应用于原型机的结构装配验证或最终制品成型。
图 光固化SLA技术打印的航空部件原型（来源先临三维）
DLP 与SLA 光固化打印技术
光固化3D打印技术分为DLP 打印技术和 SLA 打印技术，它们的区别在于光线投射到光敏打印树脂的方式不同。DLP 和 SLA它们的共同点在于，打印之前都通过3D打印软件把需要打印的3D数据模型按照打印精度需求（每层0.05mm或0.1mm不等）顺序分割成有限个打印截面。3D打印机在单次打印作业周期内完成一个单独截面的打印，随后打印升降台再下降一个截面高度，进入下一个打印周期，在上一个未完全硬化的截面层上继续打印一层。如此重复，所有打印层经光固化并顺序粘连在一起完成整个3D模型的还原成型。
DLP （Direct Light Processing）光固化打印机内置了一个光线投射器，DLP打印机利用投影器把一整层光投射到打印物料光敏树脂上令树脂固化。DLP打印机在每个打印周期，都是把光线一整层投影到打印截面上，如此反覆层叠式打印最终把物件打印成型。
图 DLP工艺原理（来源网络）
SLA (Stereolithography) 3D 打印技术，不使用光线投影机，而是透过激光器把激光逐点或逐行照射到液态光敏树脂上，将光敏树脂逐层固化，最后得到整个物件的形状。
图 SLA工艺原理（来源网络）
DLP和SLA 光固化打印机的主要组成元素类似，包括有可升降的打印平台、容载液态光敏树脂的容器、平整液面高度的刮板等。两者的打印过程，都是当第一层光敏树脂固体化后，平台会上升或下降一个分割截面高度，然后再用激光打印第二层，如此类推逐层层打印，最后打印成一个整体形状。
DLP与SLA的优劣势比较
DLP的优势主要体现体现如下：
1）精度高。其在材料属性、细节和表面光洁度方面可以媲美注塑成型塑料件。
2）速度快。由于每次投射直接成型一个面，工件的长度和宽度尺寸并不影响成型速度，成型速度仅受工件高度（Z轴长度）的影响。理论上，要比SLA快很多。
3）造价低。由于无需激光头发射激光来固化成形，仅使用成本极低的UV-LED光源进行照射即可满足成型要求。整个系统没有喷射部件，所以没有传统成型系统喷头堵塞的问题，使得维护成本大大降低。
DLP的劣势主要体现如下：
1）在受数字光镜分辨率（1080）限制，只能打印尺寸较小产品。（打印面积大了，精度不够，表面颗粒大粗糙）。
2）DLP系统的核心数字微镜元件DMD（Digital Micromirror Device）只有德州仪器独家提供，某种层面上束缚了产业的发展。
图 EvoDent™艾沃德打印的牙科模型（来源艾沃德）
SLA技术的优点：
1） 发展时间最长，工艺最成熟，应用最广泛。在全世界安装的快速成型机中，光固化成型系统约占60%。
2） 成型速度较快，系统工作稳定。
3） 具有高度柔性。
4） 精度很高，可以做到微米级别，比如0.025mm。
5） 表面质量好，比较光滑：适合做精细零件。
SLA技术的缺点：
1） 需要设计支撑结构。支撑结构需要未完全固化时去除，容易破坏成型件，DLP类似。
2） 设备造价高昂，而且使用和维护成本都不低。SLA系统需要对液体进行操作的精密设备，对工作环境要求苛刻，DLP类似。
3） 光敏树脂有轻微毒性，对环境有污染，对部分人体皮肤有过敏反应，DLP类似。
4） 树脂材料价格贵，但成型后强度、刚度、耐热性都有限，不利于长时间保存，DLP类似。
图 先临三维为吉利汽车应用SLA+VCM打印制作的方向盘（来源先临三维）
以下分享小编整理的部分DLP及SLA打印设备厂家名录，如有纰漏，敬请指正：
部分DLP打印设备厂家：
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3D System
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Fromlabs
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Sprintray
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ZCorp
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EnvisionTEC
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Prodways
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北京闻亭泰科技术发展有限公司
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上海联泰科技股份有限公司
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深圳市极光尔沃科技股份有限公司
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深圳市创想三维科技有限公司
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深圳市创必得科技有限公司
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深圳长朗智能科技有限公司
部分LSA打印设备厂家：
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3D System
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Formlabs
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SondaSys
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上海联泰科技股份有限公司
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北京金达雷科技有限公司
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中瑞科技（ZRapid Tech）
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上海数造机电科技股份有限公司
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金华万豪
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杭州先临三维科技股份有限公司
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郑州迈客美客电子科技有限公司
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江苏锐辰光电技术有限公司
3D打印技术被业界人士标榜为“第三次工业革命”的领头羊，是我国“十三五”计划重点支持、重点发展的新兴战略产业之一，科技部已经将3D打印技术纳入国家863计划。鉴于政策的支持，2018年我国3D打印市场规模可达到22.5亿美元，2022年达到80亿美元左右。3D打印在消费品/电子、医疗、工业设备、汽车领域、航天航空等行业应用比较广泛。中国3D打印技术发展还面临诸多挑战，总体处于产业化初级阶段。我们艾邦高分子，建有3D打印群，方便业界朋友沟通交流，请按二维码申请加入：
文章参考百度百科、3D LAB STORE、先临三维、立信三维、中国3D智造网、帝斯曼等，艾邦团队整理编辑
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主要议题：
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主要议题 |
拟邀请嘉宾 |
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