深入剖析3D Systems光固化（SLA）3D打印技术

   光固化(SLA)，不能算是新鲜事。有些物质加热之后会硬化，有些物质遇冷会硬化，以此类推，有些物质见了光会发生硬化，这个现象称作“光固化(SLA)”。 

光固化物质制成的材料，称作“光敏树脂”（Photopolymer），它是由聚合物单体与预聚体组成，一般为液态，加有光引发剂（光敏剂），经过一定波长的UV光（例如，250-300nM波长）照射后,，引起聚合反应，完成固化（如图一）。 

图片来源：wiki 

光敏树脂，可用在半导体产业，例如当作光阻剂，也可用在印刷业，例如印刷门牌及标志。与各位最贴身的应用，或许是当牙医为你补牙的时候，先用光敏树脂当成填充物，然后用UV光照射充填物将其硬化，完成补牙的动作。 

近几年，“3D打印”不定期的占据新闻版面，有人打印了车子（美国），有人打印房子（中国大陆），NASA还想要把3D打印机送上太空，好应付航天员的不时之需。这些深植人心的3D打印应用，大多属于FDM技术（FusedDepositionModeling）。可以把它想象成类似在蛋糕上用奶油挤出花纹的手法，只不过精密度高些。“FDM”属于3D打印里始祖级的商业化技术之一。 

其实，另一个更早的始祖级商业化的技术，就是利用前面所述“光固化”的原理，因为没有那么平易近人，加上材料是液体，溼答答的，总是比较不容易处理。所以，除了因工作需要而使用过的人，一般人其实不清楚它的存在。 

将“光固化”原理，运用到3D打印，并且将它商品化的代表人物，是图二里的 

ChuckHull先生。他在1980年代，成立了总部位于美国南卡罗来纳州的3DSystems公司（图三）。3DSystems公司至今是3D打印界的龙头之一，当初该公司制定的“stl”格式，仍然是现今3D打印界广泛使用的模型档格式。光固化式的3D打印，是3DSystems公司的基础技术，现今，仍执该技术的牛耳，地位无人能及。 

图片来源：3dsystems网站 

图三 

图片来源：3dsystems网站 

“光固化”技术3D打印设备的概念，如图四所示，使用能量光源（例如，激光），并利用光敏树脂受光硬化的特性，产生物体的剖面层；3D打印便是想办法将每一个剖面层堆积并且黏合在一起，组成想要的成品。 

图四、 

林士强／绘制 

这种概念具体化的成品如图五、图六所示，其中“26”代表能量光源，“30”表示成品，而绿色的部分是“光敏树脂”。工作台的上下与能量光源的配合由计算机控制。这一层层的剖面厚度，视精密度需求，约在0.05－0.10mm左右。 

图五 

图片来源：USPTO 

图六、 

图片来源：USPTO 

以上的过程，看起来简单，其实快速制造一大堆厚度均匀的剖面，又要让他们黏在一起谈何容易。3DSystems公司花了不少工夫做这方面的研究。