什么是立体光刻？它是如何工作的？这个名字从何而来？我们将在本SLA 3D打印指南中介绍所有内容。

立体光刻 - 通常被称为SLA 3D打印 - 是增材制造领域最流行和最广泛的技术之一。它的工作原理是使用高功率激光硬化储液槽中含有的液体树脂，以创建所需的3D形状。简而言之，该过程使用低功率激光和光聚合以逐层方式将感光液体转化为3D固体塑料。

SLA是3D打印中采用的三种主要技术之一，以及熔融沉积建模（FDM）和选择性激光烧结（SLS）。它属于树脂3D打印类别。通常与SLA分组的类似技术称为数字光处理（DLP）。它代表了SLA过程的一种演变，使用投影仪屏幕而不是激光。

尽管不如FDM技术那么受欢迎，但SLA实际上是最古老的增材制造技术。

该技术和术语由3D打印公司3D Systems的创始人Chuck Hull于1986年创建。据他介绍，SLA是一种通过连续"打印"层来创建3D对象的方法，他指的是光敏材料。

1992年，3D Systems创建了世界上第一台SLA设备，这使得在通常所需时间的一小部分内逐层制造复杂零件成为可能。SLA是20世纪80年代首次进入快速原型设计领域，并继续将自己推进到广泛使用的技术中

每台标准SLA 3D打印机通常由四个主要部分组成：

• 装满液体光敏聚合物的罐：液体树脂通常是透明的液体塑料。

• 浸入罐中的穿孔平台：平台降低到罐中，可以根据印刷过程上下移动。

• 高功率紫外激光器

• 计算机界面，可管理平台和激光运动

软件

与许多增材制造工艺一样，第一步是通过CAD软件设计3D模型。生成的CAD文件是所需对象的数字化表示。

如果它们不是自动生成的，则必须将 CAD 文件转换为 STL 文件。标准曲面细分语言（STL）或"标准三角形语言"是Abert Consulting Group于1987年专门为3D Systems创建的立体光刻软件的原生文件格式。STL 文件描述 3D 对象的表面几何图形，忽略了其他常见的 CAD 模型属性，如颜色和纹理。

打印机前的步骤是将 STL 文件馈送到 3D 切片器软件（如 Cura）中。这些平台负责生成G代码，这是3D打印机的母语。

SLA 3D 打印

当该过程开始时，激光将打印的第一层"绘制"到光敏树脂中。无论激光击中哪里，液体都会凝固。激光通过计算机控制的镜子定向到适当的坐标。

在这一点上，值得一提的是，大多数桌面SLA打印机都是倒置工作的。也就是说，激光指向构建平台，该平台从低处开始并逐渐升高。

在第一层之后，平台根据层厚度（通常约为0.1mm）升高，并且允许额外的树脂在已经打印的部分下方流动。然后激光固化下一个横截面，并重复该过程，直到整个零件完成。未被激光接触的树脂保留在大桶中，可以重复使用。

后处理

完成材料聚合后，平台从罐中升起，多余的树脂被排出。在该过程结束时，将模型从平台上取出，洗涤多余的树脂，然后放入UV烘箱中进行最终固化。印刷后固化使物体达到尽可能高的强度并变得更加稳定。

替代工艺：数字光处理

正如我们之前提到的，SLA的一个后代是数字光处理（DLP）。与SLA不同，DLP使用数字投影仪屏幕在整个平台上闪烁每层的单个图像。由于投影仪是数字屏幕，因此每一层都将由方形像素组成。因此，DLP打印机的分辨率对应于像素大小，而对于SLA，它是激光光斑大小。

优点

• SLA是市场上最精确的3D打印技术之一。

• 原型可以以极高的质量创建，具有精细的细节特征（薄壁，尖角等）和复杂的几何形状。层厚度可低至 25 μm，最小特征尺寸介于 50 和 250 μm 之间。

• SLA 提供任何快速原型或增材制造技术中最严格的尺寸公差：第一英寸为 +/- 0.005" （0.127 mm），每增加一英寸可额外增加 0.002"。

• 打印表面光滑。

• 构建体积可高达 50 x 50 x 60 cm³，而不会牺牲精度。

缺点

• 打印往往需要很长时间。

• 陡峭的斜坡和悬垂在建筑过程中需要支撑结构。这些部件在打印或固化阶段可能会塌陷。

• 树脂相对易碎，因此不适合功能原型或机械测试。

• SLA提供有限的材料和颜色选择，通常提供黑色，白色，灰色和透明材料。树脂通常是专有的，因此不能在不同品牌的打印机之间轻松更换。

• SLA 打印成本相对较高（例如机器、材料、实验室环境）。

在FDM中，长丝通过热挤出机进料并逐层沉积。使用的材料通常是热塑性塑料，但它们可以与其他元素混合，包括木材，金属和碳纤维。与SLA相比，这是一个优势，SLA只有有限的材料选择。

在FDM分辨率中是指电机的精度，而在SLA中则取决于激光束的紧密度。这就是为什么SLA能够生成具有更高细节和准确性的对象的原因。

使用FDM 3D打印机打印的物体通过移除支撑（如果存在）和平滑表面进行后处理。在SLA中，印刷品浸没在异丙醇中以除去多余的树脂，然后再受到被动紫外线的光以进一步增强。然而，最终结果通常不如FDM的产物那么强大。

FDM的材料成本决定性地降低，因为打印机更实惠，塑料卷轴比树脂便宜。

简而言之，如果高精度和平滑的表面处理是优先事项，SLA将是您最好的选择。如果成本和（在较小程度上）耐用性起作用，请使用FDM打印机。有关更深入的比较，请查看我们的文章 。

选择性激光烧结（SLS）涉及一种完全不同的方法，尽管它也涉及激光的使用

虽然它也使用激光，但它更强大。这是因为，光束不是固化物质，而是将粉末加热到将颗粒融合在一起的程度。通常与SLS组合的是直接金属激光烧结（DMLS）和选择性激光熔化（SLM），它们专门适用于金属。普通SLS适用于尼龙等聚合物。

与其他技术制成的物体相比，SLS打印件特别坚固耐用。此外，由于在 SLS 中不需要支撑，因此打印件可以是复杂的几何形状。SLS的细节可能相当高，它通常无法与SLA的精度相提并论。

由于其高功率激光器，SLS机器采用了更先进的技术，包括针对有害紫外线辐射的特殊屏蔽。这导致打印机更昂贵，几乎没有可用的桌面或台式选项。

此外，SLS粉末比液体光敏聚合物更昂贵。

简而言之，如果高机械强度和复杂形状是您的首要任务，并且成本无关紧要，请使用SLS打印机。否则，SLA 可能是您最好的选择。有关更深入的比较，请查看我们的文章SLA 与 SLS：差异 – 简单解释。

尽管立体光刻是开发用于快速原型制作的第一个工艺，也是主要3D打印方法中最古老的工艺，但它仍然是创建具有高精度和耐用性的原型的有吸引力的解决方案。许多行业和业余爱好者使用这一过程来构建原型和最终产品，并且该技术继续变得更加实惠和容易获得。