發布日期：2022-10-09 點擊率：106
30多年前，3D打印面世那天，就是從光固化技術SLA（激光掃描）立體光刻技術開始的。所以光固化才是3D打印技術的老大。后來大家都知道的reprap的開源技術，讓FDM的熔融擠出技術走向大眾，SLS的燒結技術，特別作為金屬燒結，使3D打印走向高端應用。光固化自身也發展也層出不窮。
光固化主流技術，第一代SLA，利用紫外激光（355nm或405nm）為光源，用振鏡系統來控制激光光斑掃描，掃過之處的液體樹脂就選擇性固化了。第二代DLP紫外數字投影技術，利用405nm光源，通過德州儀器的數字微鏡技術，選擇性的將面光源投射到液態樹脂使之固化。其中DLP技術包括大名鼎鼎的速度快100倍的CLIP連續打印技術。所有光固化技術的z軸方向分為兩種方案：桌面型都是光源在下，通過窗口和離型膜，成型往上拉出來；工業大型的都是光源在上，成型下沉到液面以下，液面不需要離型膜。
一、LCD技術的光固化詳解
光固化技術，除了SLA激光掃描和DLP數字投影，目前形成了一種新的技術，就是利用LCD作為光源的技術。LCD打印技術，最簡單的理解，就是DLP技術的光源用LCD來代替。我們可以回顧光固化技術的特點，每一個光固化技術的核心都是圍繞光源問題的解決方案，從激光掃描的SLA，到數字投影的DLP，再到最新的LCD打印技術。
很有意思的告訴你，其實LCD技術分為兩種，兩種還不一樣。其分界線就是光源波長，一個是405nm紫外，一個是400-600nm可見光。LCD掩膜光固化：用405nm紫外光（和DLP一樣），加上LCD面板作為選擇性透光的技術，是LCD掩膜技術（LCD masking）或者行業里有很多各自的名字，例如選擇數字光處理（mDLP），液晶DLP技術，紫外掩膜固化等等。
LCD掩膜技術從2013年就有人開始研制。有興趣可以搜到最早的創客用普通電腦LCD顯示器去掉背光板，加上405的LED燈珠做背光，試著打印uv樹脂。z軸的解決方案無非是滑塊，絲杠和步進電機，電機驅動板都可以用單片機類或者目前FDM最流行的RAMPS板解決方案。LCD的驅動其實和所有顯示器的驅動一樣，VGA或者hdmi接液晶驅動板再接LCD面板，背光用405nm燈泡或者LED陣列，加菲林鏡片來均勻分布光照。
第一個商業用的LCD掩膜3D打印機要追溯到ibox nano，2014年的一個較為成功的kick starter眾籌項目。
臺最小的3D打印機，第一個最安靜的打印機等等。這個機器優點很突出，比以前的DLP要好些。不足是，一個是打印尺寸太小，3寸屏幕。第二個打印精度太差，200微米的平面內精度，因為那個LCD屏幕的分辨率是比較低的。
同樣是kickstarter的一個項目，當然亮點仍然如同ibox nano強調的，價格便宜但技術好，又是高精度面成型的光固化，技術成熟度也很好，參數很感人，特別是速度方面。當然如同所有桌面級別的光固化打印機，這個是上拉式，樹脂槽下面是LCD板，再下面是405背光。
目前國內好幾家幾乎同時推出5.5寸2k屏幕的LCDMasking原理打印機，最大的特點就是，大家都用的5.5寸夏普某款2560*1440分辨率的屏幕。據說這款屏幕價格便宜，分辨率高，最有價值的一點是，能耐受高達幾百小時405nm近紫外光的摧殘。打印機大概長下面這樣。優點很明顯，樹脂便宜，機器也不貴，精度比第一代SLA高多了，設備體積小，做工也比較不錯。得益于開源的樹莓派硬件和軟件，脫機打印或者無線控制打印都實現了。
機器代號或者廠家包含：wanhao、KLD1260、YLD01、斯泰克、zhiyao、諾瓦、Easy3D.....當然還有其他不同解決方案。主要取決于采用不同屏幕作為透光的掩膜，LCD下面一般都是405led燈作為背光。這里大家自行搜索吧。
上面列了這類打印機的很多例子，總結一下優缺點：
優點：
精度高。很容易達到平面精度100微米，優于第一代SLA技術，和目前桌面級DLP技術有可比性
價格便宜。主要對比前代技術的SLA和DLP，這個性價比極其突出。
結構簡單。因為沒有激光振鏡或者投影模塊，結構很簡單，容易組裝和維修
樹脂通用。由于采用405nm背光，所有DLP類的樹脂或者大部分光固化樹脂理論上都可以兼容。唯獨小心某些SLA專用樹脂，不一定兼容性很好，主要怕曝光不足。
同時打印多個零件不犧牲速度。因為這個和DLP技術一樣，是面成型光源。
缺點：
LCD可選范圍很少：這個技術關鍵部件LCD，需要對405光有很好的選擇性透過，還要經得住幾十瓦405LED燈珠的數小時高強度烘烤，還有散熱和耐溫性能的考驗。所以不是每款LCD屏都能用的上。以上解決方案已經解決LCD選擇這個重要問題了。同時，建議用戶做好燒毀LCD屏虛更換的心理準備。這個LCD屏是易耗件。
LCD打印使用過程中老化。
打印尺寸偏小：這個其實沒毛病，桌面機器嘛，比起DLP機器或者桌面激光SLA機器還是半斤八兩的
最后一點是優點也是缺點：這些技術是開源的，技術壁壘低容易仿制，大家能共享或者DIY這種機器，只要你找到合適的屏幕。
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