比较SLA 与 DLP：应该选择哪种树脂 3D 打印工艺？

自1984年查尔斯-赫尔（Charles Hull）发明立体光刻技术（SLA）以来，如今的增材制造市场上已经出现了多种技术，如FDM、SLS和MJF等。有些甚至是从SLA衍生出来的，如数字光处理（DLP）。正如你可能知道的那样，这些工艺中的每一种都是针对不同的行业和应用的。

本期文章将重点关注SLA和DLP技术，我们将确定它们的特点，以便在这两种工艺之间建立一个比较。虽然这两种技术有许多共同点，但也有一些明显的区别。这些技术是如何工作的？可以使用哪些材料？谁是主要的制造商？我们在下文进行了系统的介绍和对比。

SLA和DLP技术

虽然SLA和DLP打印工艺有一些不同之处，但两者之间也有一些相似之处。它们都将液体光聚合物暴露在光源下。由于它们都有一个树脂槽，它们都是为了打印具有精确细节的小模型。这些方法与柔性或硬性材料兼容，而且还可以打印复合材料，例如填充玻璃或陶瓷。需要注意的是，打印出来的零件相对脆弱，如果暴露在阳光下，容易变质，而且可能会出现翘曲的情况。

△SLA和DLP都使用液体树脂。

立体光刻技术（SLA）是1984年开发的第一个3D打印技术，现在被认为是市场上最精确的3D打印工艺之一。与DLP技术不同，SLA使用的光源是激光。激光束扫过在水平轴上移动的树脂罐，使材料逐层固化。现在有两种机器：一种是激光从上到下作用的机器，每一层都有一块板子，它会随着新的一层而下降；另一种是激光从下到上作用的机器，有一个平台，随着你的动作而上升。SLA实现了光滑的表面和0.05至0.01毫米的层厚，从而允许打印具有极薄层的物体。

数字光处理方法（DLP）来自图像投影技术（可追溯到20世纪80年代），使用投影仪作为光源。通过这种方式，单一的投射光线一次性影响整个树脂托盘。这个过程的核心是一个数字微镜装置（DMD），位于投影仪和树脂之间。它是由几个微观镜面单独控制和激活的：如果它们处于激活状态，它们就会将光反射到树脂上并进行光固化。因此，它们产生一种掩模，根据所需的模型使树脂硬化。一些3D打印机现在已经用一个LCD屏幕取代了DMD，大大降低了机器的价格。不过，我们今天将不关注这些解决方案。

△SLA和DLP打印工艺图。图片来源：3D Hubs / bitfab

DLP工艺被认为比立体光刻技术更快，因为它不是逐点工作的。此外，由于其投影仪，DLP打印机更大。大多数情况下，DLP机器上的树脂槽比SLA工艺使用的树脂槽要浅一些。

最后，SLA和DLP技术的最后一个区别是在维护方面。DLP打印机几乎不需要维护，而且通常更容易维修，SLA机器中激光器的存在与此有很大关系。

打印质量

打印质量往往是在两种技术之间进行选择的决定性因素。特别是如果3D打印要用于生产成品零件，意味着细节、结构和表面的水平起着非常重要的作用。原则上，可以说这两种技术使设计具有最精细水平的精确、高分辨率的模型成为可能。然而，对打印质量起决定性作用的不仅是工艺本身，而且还有材料的选择。后者往往取决于制造商，大多数机器在兼容性方面是封闭的。

用SLA工艺打印时，树脂在打印床上逐点聚合。零件越长，所需的打印时间就越长，因为激光必须穿过整个床面。因此，SLA更适合于打印长度在几毫米到1.50米之间的物体。然而，不会因为长度而损失质量，而且可以实现高达25微米的Z分辨率：它们都与模型尺寸无关。

△照片来源：Formlabs公司

DLP技术允许层的厚度达到5微米。然而，需要注意的是，由于像素的投射，DLP 3D打印机会在最终产品上产生 "阶梯状 "现象，这影响到打印部件的最终表面。当打印长的部件时，质量损失可能发生在侧面。版材的中心确实收到了来自投影仪的最集中的能量；然后其光线在边缘逐渐扩散。

技术特点

打印速度

在打印速度方面，DLP技术显然处于领先地位。由于DLP一次性固化了整个树脂层，所以打印过程要快得多。与SLA工艺不同，在SLA工艺中，树脂是逐点聚合的，而在DLP工艺中，只有部件的高度会影响打印速度。

打印量

立体光刻技术不一定用于生产大型部件，因为与其他工艺（如FDM）相比，材料成本高。此外，打印量受限于装有液体树脂的罐子的大小。

Formlabs 3L SLA打印机的构建体积为335 x 200 x 300毫米，3D Systems Pro X 950的构建体积为1500 x 750 x 550毫米。 对于DLP打印机，Envison TEC Xtrem 8K机器的构建体积为450 x 371 x 399毫米，Carima DM400A型的构建体积为400 x 330 x 500毫米。

△Form3L具有更大的构建体积（图片来源：Formlabs）

后期处理

在所有树脂3D打印过程中，零件的后处理是强制性的。这是由于在打印非常薄的模型时，需要支撑结构，并且必须在固化后拆除。这个步骤可能很耗时，可能是树脂三维打印的主要缺点之一。后期处理的差异主要与使用的材料有关，在SLA和DLP过程中都是如此。除了用异丙醇（IPA）或三丙二醇单甲醚（TPM）清洗液体树脂的部件外，还包括干燥、去除支撑结构、可能的后固化，以及必要时对部件进行打磨和喷漆。

原则上可以说，SLA和DLP过程中的后处理不仅耗时，而且需要用户具备一定程度的专业知识，或者应该留给专家来做。3D打印中的后处理对用户来说往往是一个挑战，这就是为什么一些公司已经专门优化或自动处理这一步骤。

△移除打印介质是一个后处理步骤，可能需要时间。

应用案例

说到应用案例，SLA和DLP技术大多用于类似行业。特别是，珠宝和牙科领域经常使用树脂3D打印。例如，制造商Formlabs提供各种用于医疗专业人员的树脂。许多公司用它们来制作各种类型的医疗设备，如手术指南。但是，由于可用的材料种类繁多，许多其他部门也使用树脂3D打印。无论是用于原型设计、注塑模具，甚至是工程，都存在几种合适的树脂。

△不管是SLA还是DLP，其精确度都很高。

主要制造商

目前，有一些3D打印机制造商已经转向SLA技术。显然，主要制造商之一仍然是3D Systems公司，该公司由Charles Hull创立。但随着时间的推移，其他制造商也出现了。尤其是Formlabs公司，它已经确立了自己作为SLA 3D打印机的领导者之一。而除了提供SLA机器外，这家美国公司还提供许多树脂和材料，如用于牙科领域的Castable Wax40树脂。凭借其XFAB打印机系列，制造商DWS也提供基于立体光刻技术的机器。

说到DLP 3D打印机，成立于2002年的EnvisionTEC公司被认为是该技术的先驱。而像B9 Creator和Asiga一样，一些公司随后抓住了DLP工艺来开发他们的打印机。我们还可以提到那些依靠DLP工艺提供更快的技术的制造商。具有数字光合成技术（DLS）的Carbon 3D公司，它可以控制氧气的流动或Photocentric公司和日光聚合物打印（DPP）。最后，法国公司Prodways也为一种类似DLP的工艺申请了专利，即MOVINGLight技术。

△EnvisionTEC被认为是3D打印中DLP工艺的先驱（图片来源：EnvisionTEC）

价格

在大多数情况下，DLP打印机的价格比SLA低。但与所有系列的3D打印机一样，区分桌面打印机和工业打印机是很重要的。

对于入门级的SLA打印机，最容易使用的机器是Formlabs的Form 2。Form2的打印量为145 x 145 x 175厘米，拥有约145微米的点精度。该机器从2400美元起售，自2015年以来一直在市场上销售。然而，请注意，这家美国制造商后来又开发了由Form 3和Form 3L组成的新系列。

平均而言，SLA 3D打印机的价格在3000美元至4000美元之间。然而，如果你正在寻找工业机械，价格就会急剧上升。例如，3DSystems公司的工业SLA解决方案的市场价格高达500,000美元。还要注意的是，激光从上到下工作的机器一般会更贵。

DLP 3D打印机要容易得多，吸引了许多增材制造爱好者。Anycubic公司销售的几台DLP机器的价格接近200美元，其Photon Zero打印机就是如此。专业人士使用的机器，包括EnvisionTEC为牙科和珠宝业提供的机器，价格在15,000美元左右。但和以往一样，根据制造商的不同，价格也有所不同。制造商Asiga也为专业人士提供DLP 3D打印机，但价格在1,000美元左右。

△SLA和DLP技术的比较（规格指的是桌面3D打印机）