DLP，LCD與SLA光固化3D PRINTER 有什麼不同？

【DLP 光固化｜LCD 光固化｜SLA 光固化】光固化3D Printer：光固化3D打印機的技術採用的基本原理是利用樹脂材料的累積進行成型，用一定波長的光束照射感光液體樹脂，將立體物體的形狀分解成若干平面層，使每一層液體光敏樹脂照射後固化成型，然而，沒有光束照射的地方仍然是液體，最終各個層組合成所需的成品，材料利用率接近100%。

市場上有許多不同的3D打印技術。熟悉每一種技術的差別有助於弄清最終你對打印出理想成品的期望，從而確定哪種技術適合你的特定需求。LCD, DLP及SLA 3D打印技術都是利用光敏樹脂3D打印的三個最常見的過程。樹脂3D打印機廣泛用於生產高精度的原型和零件。這三種技術曾經是複雜且成本高昂的，但由於技術已經成熟，如今的小型台式LCD, DLP 或SLA 3D打印機都比以往便宜，並且能生產出工業品質的零件，由於材料種類選擇很多，所以打印出來的物件可以迎合不同需求。

相關3D打印基本知識： FDM和光固化3D打印技術該怎麼選擇

本文章內容目錄：

什麼是光固化3D打印技術
什麼是LCD 3D打印技術
什麼是DLP 3D打印技術
什麼是SLA 3D打印機
SLA，DLP 和 LCD 光固化3D PRINTER主要有什麼分別？
SLA，DLP 和 LCD 3D 光固化3D Printer中使用的打印物料有不同嗎？
SLA，DLP 和 LCD 光固化打印的模型需要什麼後處理
使用光固化的好處與壞處果
SLA，DLP 和 LCD 光固化技術應用

什麼是光固化3D Printer 3D打印技術

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光固化3D打印機常見分為DLP、LCD、SLA三類型的光固化3D打印機。

有些人可能聽過光固化3D Printer，但不知道原來光固化3D Printer也有分SLA， LCD和DLP。那麼有什麼分別呢？先說什麼是光固化3D打印技術，它的原理都是以都是以逐層逐層打印的方式把物品打印成型。至於用的打印物料有別於FDM 3D Printer的一卷卷膠料。光固化3D Printer所使用的打印物料是液態光敏樹脂。這種光敏樹脂接觸光線時會產生化學作用而固化。光固化3D Printer就是透過把光線射到液態光敏樹脂上，從而打印出一個實體模型。而在精度上，利用光固化技術所打印的物件比FDM或其他打印技術所打印的物件更仔細，適合製作精細的模型，例如珠寶Prototype，精細部件等等。

光固化3D打印技術原理常分為兩種，分別是DLP、LCD 打印技術的面固化和 SLA 打印技術的點固化，最主要分別是它們把光線射到光敏樹脂的方式，DLP、LCD 是以面的形式去固化，SLA 是以點的形式去固化。

什麼是LCD 3D Printer 3D打印技術

LCD 3D Printer打印技術：光學系統通過分光鏡將強光形成R、G、B三束光，各透過RGB三色液晶板透過。通過AD轉換調製信號源，將其加入液晶面板。光路的開合可通過控制液晶單元的開關來控制。RGB光最終聚集在棱鏡中，投影鏡頭投射在屏幕上形成彩色圖像，從而控制式的對光敏樹脂進行固化。

LCD 3D 打印也稱為Mask Stereolithography 或 MSLA。這技術利用LED燈照射到 LCD 屏幕的紫外線光源。 LCD屏幕用作掩膜以生成每一層的圖像。這會一次過固化整層，所以LCD光固化3D打印機與DLP 光固化3D打印機都是每一層的圖像一次過固化成型。

由於以層疊式打印，3D模型會先被3D打印軟件打橫地切成一層層，然後第一層3D模型的形狀圖案光線一整層地投射到液態光敏樹脂上，令光敏樹脂光固化及成型，第一層打印完後，打印平台和被打印的物件會同時升高，然後再投射下一層3D模型的形狀圖案到光敏樹脂上，如此反覆層疊式打印最終把物件打印成型。值得一提的是， LCD光固化3D打印機中被打印的物件是倒過來被打印出來的，這有別於FDM 打印技術。

另一方面，現時有些LCD 光固化3D打印機更加AI智能化，例如HeyGears UltraCraft Reflex 光固化3D打印機提供多種AI智能運算的智慧功能，例如自動加熱樹脂槽，可識別樹脂類型、監控樹脂液位並在必要時自動填充樹脂，自動優化支撐結構照射時間，以及一鍵式切片打印，使打印變得輕鬆且有效率。

什麼是DLP 3D Printer 3D打印技術

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DLP 3D Printer打印技術：數碼光處理快速成型技術。DLP （Direct Light Processing）光固化3D Printer內置了一個光線投射器，是使用投影器把光投射到打印物料光敏樹脂上令樹脂固化。基本原理是用光源以面光的形式在液態光敏樹脂表面進行層層投影，層層固化成型。DLP 3D打印機技術跟LCD 有很多相似之處，其工作原理也是利用液態光敏聚合物在光照下固化的特徵。DLP技術使用一種較高分辨率的數碼光處理器（DLP）來固化液態聚合物，逐層對液態聚合物進行固化，如此循環往復，直到最終模型完成。由於DLP使用投影器把光線將每一層的單一影像照射打印到平台上，所以每層的圖像都是以由稱為像素的細小正方形所形成。由於DLP 打印機使用投影器，所以價格上比LCD 打印機貴，另外，由於LCD 光固化3D打印機技術已經成熟，因此LCD 3D打印機更為普遍。

什麼是SLA 3D Printer 3D打印技術

SLA 3D打印技術：全稱爲立體光固化成型（Stereo lithography Appearance），是用激光聚焦到光固化材料表面，使之由點到線，由線到面順序凝固，周而復始，這樣層層疊加構成一個三維實體。

至於SLA (Stereolithography) 3D 打印技術，它不是用光線投影機，而是透過激光器把激光射到液態光敏樹脂上，將光敏樹脂逐層固化，最後得到整個物件的形狀。SLA光固化3D Printer放射激光時不會像LCD 或 DLP機一樣能夠把一整層3D模型的圖案射出來，而是以逐點逐點的方式射到液態樹脂上形成固化層。SLA 光固化打印機的主要組成元素跟LCD 或DLP打印機類似，包括有可升降的打印平台，當第一層光敏樹脂固體化後，平台會上升一定距離，然後再用激光打印第二層，如此類推，逐層逐層打印，最後打印成一個整體形狀。另外有一個容器盛載着液態光敏樹脂。另外SLA使用兩個摩打，一個位於X軸上，另一個位於Y軸上，摩打會將激光瞄準射向指定的打印坐標，令那個地方的樹脂固化成形。透過3D切片軟件，3D模型會分析出一系列不同坐標的點和線，SLA會根據座標路徑把激光準確地打到打印物料液態樹脂上。

由於SLA光固化3D打印機 LCD及DLP 光固化3D打印機的投光方式不一樣，所以SLA打印所需時間會長一點，尤其是打印大型物件的時候，LCD 和 DLP光固化3D Printer所用的打印時間會短很多。

SLA，DLP 和 LCD 光固化3D PRINTER主要有什麼分別？

LCD，DLP和SLA光固化3D打印機之間的主要區別是光源。 SLA一般使用UV激光束，而LCD和DLP使用UV光。
在LCD或DLP中，UV光源保持靜止，並且一次固化整個樹脂層。在SLA中，激光束會跟踪著需要打印的幾何圖形的點並在點之間移動。
由於LCD 和DLP光固化 3D打印機一次固化整個樹脂層，所以LCD 及DLP比SLA在打印速度更快，並大大縮短了3D打印時間。
LCD 及DLP光固化3D打印機適合於一次性製作多個相同零件。
至於LCD 3D Printer，LCD 光固化3D Printer使用一系列 UV LED 燈作為光源，LCD 3D Printer 的 XY 分辨率由LCD 屏幕的像素大小來定義，例如 4K 的LCD 的3D Printer 像素就是 4096×2160 。來自平面 LCD 屏幕的光線以平行方式直接照射到光固化樹脂。由於這種光沒有擴展開，因此 LCD 打印時像素失真的問題不大。LCD 光固化3D Printer的打印質量取決於其 LED 燈的密度。像素越高，打印質量越好。這清楚地表明打印質量不依賴於投影後模型尺寸的變化。而是取決於 LED 燈密度。

與 SLA 相比，DLP 和 LCD光固化3D打印機的共同優勢是構建速度。由於整個層是一次性固化出來的，而不是單個點，因此DLP 和 LCD這兩種技術通常能夠更快地生產零件。

下面的圖就顯示了SLA，DLP 和 LCD打印的分別：

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至於SLA 3D Printer，因為它是用激光束，所以SLA光固化3D打印機可打印體積是獨立於打印分辨率。單一打印可以在可打印區域內的任何位置以任何大小進行打印。因此如果打印一些大體積的模型，打印時間會比DLP 及LCD 光固化3D打印機打印時間更長。

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SLA，DLP 和 LCD 光固化3D Printer中使用的打印物料有不同嗎？

現時一般的光固化 3D Printer都使用 405nm 波長下的光固化樹脂，因此從技術上在該範圍內的任何光固化樹脂都可以使用。但其實某些光固化樹脂有分為 SLA，DLP 和 LCD 光固化3D Printer使用，購買時需注意。例如SLA 要使用比 LCD 光固化3D打印機更強大的光束，因此如果在 LCD光固化3D打印機中使用 SLA 樹脂，它仍然會固化，但固化時間會非常長。如果在 SLA 光固化3D打印機中使用 LCD 樹脂，則樹脂會固化太快並且會丟失細節。而LCD 技術的光固化 3D Printer則需要使用低功率 LED 光源。因此推薦使用可以在相當低功率的光源下快速固化的樹脂。另一方面，DLP 的光源有別於SLA 和LCD ，因此，如果不進行測試，就不可能預測特定樹脂的固化行為。

光固化物料有不同的組成和性能特點,光固化物料有類ABS材料,這種類ABS擁有ABS的優良機械性能如抗沖擊、適用於製造功能性零件和模具。也有一些是耐高溫材料,常用於高溫環境的零件製造,如汽車領域。

此外,還有生物相容性材料,適用於某些醫療應用。另外,光固化材料也有柔性材料,擁有出色的彈性和延展性,用於製作彈性零件。隨著科技的不斷進步,未來必將誕生更多新的光固化材料品種,以滿足各種特殊應用需求。

SLA，DLP 和 LCD 光固化打印的模型需要什麼後處理

對於採用SLA、DLP和LCD光固化技術的3D打印模型來說,後處理流程是非常重要的一環。這個流程主要包括二次固化(Post-Curing)和浸洗(Washing)兩個步驟。

在初次光固化過程中,模型表面可能已經固化,但內部仍殘留有未固化的液態樹脂。二次固化利用更強的UV光源,對模型進行全面照射,使內部樹脂也得到充分的固化反應。這不僅能大幅提高模型的機械強度和耐熱性,還能增強其使用壽命。

而在進行二次固化之前,則需要仔細清洗模型表面和內部殘留的未固化樹脂。通常使用異丙醇或專用清洗液浸泡模型,反復搖晃或刷洗,直到表面無任何粘性為止。這一步稱為浸洗,是確保模型質量的關鍵所在。

如果二次固化不充分,會導致模型強度和性能下降;如果浸洗不徹底,則會留下未固化的樹脂,影響模型表面質量和使用壽命。因此,合適的後處理流程和參數設置對於獲得高品質的3D打印件至關重要。

在實際操作中,二次固化時間和光強度、浸洗液的選擇和更換頻率,都需要根據具體的3D打印技術和材料進行靈活調整。

後處理是3D打印成功的關鍵環節,需要引起足夠重視。只有掌握好相關技巧,才能確保最終3D打印模型的高品質。

使用光固化 3D Printer 的好處與壞處

光固化 3D Printer 能製作十分精緻細節度極高的模型，因此適合製作珠寶，Figure 公仔等需要細節度高的細小模型。但如果想製作功能性部件，FDM 打印技術會比光固化技術更有優勢，因為FDM 3D打印物料選擇廣度比光固化的多很多。而且利用SLA，DLP 和 LCD 光固化打印後的成品的後處理工序相對較多，包括需要移除模型上的支撐，模型需要清洗及後固化等工序。光固化 3D Printer 能製作出比FDM 3D打印更精緻的模型，如下圖: