SLA、DLP、MSLA 与 LCD 比较:光固化3D打印机原理与指南
激光驱动型 SLA 3D 打印机的分辨率由四个因素决定:激光光斑大小、激光光斑的功率分布、振镜在 XY 平面上定位光的精度以及 Z 轴最小层高。
乍看之下,激光光斑尺寸似乎表示可能的最小特征尺寸,但事实并非如此。如果整个部件由单个圆点或球体组成,那么最小特征尺寸则由激光光斑尺寸决定,因为激光无法固化小于光斑尺寸的物体。但是,圆点或小型球形部件并不现实。对于实际部件,激光可以追踪比其光斑尺寸更小的形状和特征,因为它可以在 XY 平面上以小于其光斑尺寸的增量移动,即追踪非常小的特征“外部”。
例如,Form 3+ 的激光光斑尺寸为 85 微米,但水平精度为 25 微米。在此,水平精度是指打印机在 XY(水平)平面上的打印精度。
DLP 3D 打印机的分辨率由像素尺寸(X 和 Y 测量值)、光的功率和均匀性、抗锯齿的使用以及 Z 轴最小层高决定,这与激光驱动型 SLA 打印机类似。
像素尺寸越小,分辨率越高,这与我们熟悉的电视或手持电子设备等技术类似。在 DLP 3D 打印中,水平精度也就是投影仪可在单层中重现的最小特征,由像素尺寸定义。这取决于投影仪的分辨率(最常见的为全高清 (1080p))以及投影仪与光学窗口之间的距离。所以,大多数桌面级 DLP 3D 打印机有固定的水平精度,一般在 35 到 100 微米之间。
DLP 3D 打印机的分辨率会随着成型体积的增大而降低,因为目前尚无投影仪可以提供更多像素。因此,在像素数量不变的情况下,制造商不得不增加与光源的距离,从而导致分辨率和打印质量下降。
MSLA 3D 打印机的分辨率取决于液晶显示 (LCD) 的像素大小、光源的准直度和均匀性、抗锯齿的使用以及 Z 轴最小层高。
与 DLP 3D 打印机类似,像素越小,分辨率越高。但像素变小只是其中一个因素。MSLA 打印机需要高度准直(即光线平行)的光线,以便在光线通过 LCD 屏幕的像素时不会扩散。光线还必须非常均匀,这样在通过 LCD 屏幕上的每个像素时才能以相同的光功率固化树脂。
幸运的是,Z 轴最小层高并不复杂,大多数树脂 3D 打印机的标准层高在 25 到 200 微米之间。对于倒置式树脂 3D 打印机,层高由构建平台和树脂槽底部之间受挤压树脂的垂直深度决定,实际上也就是每层固化树脂的高度。
简而言之,分辨率在树脂 3D 打印中真的重要吗?答案是肯定的,但分辨率本身往往只是一项虚荣指数。分辨率提供一定程度的指示,但不一定与准确性、精度和打印质量直接相关。更高的分辨率(XY 维度上更小的像素或激光光斑尺寸和 Z 维度上更小的层数)通常也会导致速度甚至可靠性大幅降低(因为层数更多则错误可能性增加)。
如需查看实际案例,请阅读我们的研究报告,其中评估了具有不同分辨率的 SLA 和 MSLA 3D 打印机在表面光洁度、尺寸精度和最小特征尺寸方面的表现。