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打印技術的老大役霍。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瘩浆，SLS的燒結技術磷尊，特別作為金屬燒結，使3D打印走向高端應用胡炼。光固化自身也發(fā)展也層出不窮赵腰。

光固化主流技術，第一代SLA谐歪，利用紫外激光（355nm或405nm）為光源敦间，用振鏡系統(tǒng)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束铭。第二代DLP紫外數(shù)字投影技術廓块，利用405nm光源，通過德州儀器的數(shù)字微鏡技術契沫，選擇性的將面光源投射到液態(tài)樹脂使之固化带猴。其中DLP技術包括大名鼎鼎的速度快100倍的CLIP連續(xù)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懈万，通過窗口和離型膜拴清，成型往上拉出來；工業(yè)大型的都是光源在上会通，成型下沉到液面以下口予，液面不需要離型膜娄周。

一、LCD技術的光固化詳解

光固化技術沪停，除了SLA激光掃描和DLP數(shù)字投影煤辨，目前形成了一種新的技術，就是利用LCD作為光源的技術盒止。LCD打印技術侥锨，最簡單的理解，就是DLP技術的光源用LCD來代替扑跌。我們可以回顧光固化技術的特點扇殃，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创皿，到數(shù)字投影的DLP投戴，再到最新的LCD打印技術。

很有意思的告訴你讲侵，其實LCD技術分為兩種，兩種還不一樣呜款。其分界線就是光源波長耸壮，一個是405nm紫外，一個是400-600nm可見光剩症。LCD掩膜光固化：用405nm紫外光（和DLP一樣）笑驶，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(yè)里有很多各自的名字胞饭，例如選擇數(shù)字光處理（mDLP）嫌变，液晶DLP技術，紫外掩膜固化等等躬它。

LCD掩膜技術從2013年就有人開始研制腾啥。有興趣可以搜到最早的創(chuàng)客用普通電腦LCD顯示器去掉背光板，加上405的LED燈珠做背光冯吓，試著打印uv樹脂倘待。z軸的解決方案無非是滑塊，絲杠和步進電機组贺，電機驅動板都可以用單片機類或者目前FDM最流行的RAMPS板解決方案凸舵。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面板失尖，背光用405nm燈泡或者LED陣列啊奄，加菲林鏡片來均勻分布光照。

第一個商業(yè)用的LCD掩膜3D打印機要追溯到ibox nano掀潮，2014年的一個較為成功的kick starter眾籌項目菇夸。

臺最小的3D打印機琼富，第一個最安靜的打印機等等。這個機器優(yōu)點很突出嗤矾，比以前的DLP要好些勒蜘。不足是，一個是打印尺寸太小拒牡，3寸屏幕炊惊。第二個打印精度太差，200微米的平面內精度随去，因為那個LCD屏幕的分辨率是比較低的亮钩。

同樣是kickstarter的一個項目，當然亮點仍然如同ibox nano強調的扔泵，價格便宜但技術好巢驶，又是高精度面成型的光固化，技術成熟度也很好闭厕，參數(shù)很感人个滓，特別是速度方面。當然如同所有桌面級別的光固化打印機多吁，這個是上拉式尼可，樹脂槽下面是LCD板，再下面是405背光将鸵。

目前國內好幾家?guī)缀跬瑫r推出5.5寸2k屏幕的LCDMasking原理打印機勉盅，最大的特點就是，大家都用的5.5寸夏普某款2560*1440分辨率的屏幕顶掉。據(jù)說這款屏幕價格便宜草娜，分辨率高，最有價值的一點是痒筒，能耐受高達幾百小時405nm近紫外光的摧殘宰闰。打印機大概長下面這樣。優(yōu)點很明顯簿透，樹脂便宜议蟆，機器也不貴，精度比第一代SLA高多了萎战，設備體積小咐容，做工也比較不錯。得益于開源的樹莓派硬件和軟件蚂维，脫機打印或者無線控制打印都實現(xiàn)了戳粒。

機器代號或者廠家包含：wanhao、KLD1260侦广、YLD01恼芙、斯泰克结晒、zhiyao、諾瓦龟冻、Easy3D.....當然還有其他不同解決方案碎准。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燈作為背光陋抵。這里大家自行搜索吧焚怨。
 上面列了這類打印機的很多例子，總結一下優(yōu)缺點：

優(yōu)點：

精度高撼柳。很容易達到平面精度100微米铺描，優(yōu)于第一代SLA技術，和目前桌面級DLP技術有可比性

價格便宜促壕。主要對比前代技術的SLA和DLP蟆导，這個性價比極其突出。

結構簡單眷滤。因為沒有激光振鏡或者投影模塊蜕煌，結構很簡單，容易組裝和維修

樹脂通用诬留。由于采用405nm背光斜纪，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專用樹脂故响，不一定兼容性很好傀广，主要怕曝光不足颁独。

同時打印多個零件不犧牲速度彩届。因為這個和DLP技術一樣，是面成型光源誓酒。

缺點：

LCD可選范圍很少：這個技術關鍵部件LCD樟蠕，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(shù)小時高強度烘烤靠柑，還有散熱和耐溫性能的考驗寨辩。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歼冰。同時靡狞，建議用戶做好燒毀LCD屏虛更換的心理準備。這個LCD屏是易耗件众桨。

LCD打印使用過程中老化显瞒。

打印尺寸偏小：這個其實沒毛病宪凹，桌面機器嘛朦盲，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(yōu)點也是缺點：這些技術是開源的木锈，技術壁壘低容易仿制，大家能共享或者DIY這種機器结款，只要你找到合適的屏幕肪才。

可見光固化：另一種就是visible light cure，簡寫VLC昼薯，完全放棄以前所有光固化必須使用紫外光的條件网访，使用普通光（可見光，405nm-600nm）就可以使樹脂固化挽饺，實現(xiàn)打印够菊。按原理區(qū)分就是光源再一次升級，用普通的LCD顯示面板恨溜，不加任何改裝或改背光符衔，直接作為光源。當然糟袁，可見光固化不只局限于LCD屏幕判族，可以擴展到任何顯示器（等離子，CRT项戴，背投形帮，LED陣列，OLED）和任何投影（DLP周叮，3LCD辩撑， Simple LCD，LCoS）以及其他任何顯示技術（激光掃描成像仿耽，光纖陣列等等）合冀。

它和上面LCDMasking的技術區(qū)別有兩個：

1.使用普通LCD屏幕，無需改背光

2.可以使用投影或其他顯示設備做光源

上面第一點擴展來项贺，就是手機平板的屏幕

上面第二點擴展開來君躺，如果使用投影，就是類似DLP技術开缎，但不用德州儀器的DLP芯片痹埠。

Olo是第一個使用手機屏幕實現(xiàn)光固化的消費級打印機，是眾籌網kickstarter里邊智能硬件的明星項目妙帆。OLO很好的體現(xiàn)了VLC技術對光源的不同要求仙尔，所以普通智能手機的大屏幕都能成為打印機的光源。還有一個好處就是手機自己集成主板硬件和打印軟件兵雪，那打印機就不必再裝這些了编撵。簡單來說，這個光固化打印機带诊，貴的那一半已經在你手機里（控制主板辈喜，光源捺柬，軟件），便宜的那半個在那個黑盒子里（z軸平臺砖伴，樹脂槽望泪，遮光罩）。我總覺得這個和google的cardboard box的VR盒子簡直異曲同工愧汽！

OLO打印機對用戶的意義宾芥，在于3d打印機進入大眾消費，成為智能硬件横朋÷匚冢可以預料到，基于VLC樹脂的3D打印機也會越來越多琴锭，核心特點就是利用各類消費級大眾化的顯示設備晰甚，比如平板電腦的屏幕，家用投影儀决帖，或者手機電腦的投影儀厕九。所以也不奇怪，平板電腦變?yōu)榇蛴C的項目已經在國外眾籌了地回。

最后介紹一下潘多拉扁远。全球范圍內，用可見光技術的廠家刻像，photocentric是第一個畅买，潘多拉是第二個，目前OLO暫且算第三個细睡。潘多拉目前已經有量產機型谷羞。最新的是一款性價比高的10寸屏幕機器，在約200寬幅里面實現(xiàn)約2千個像素抠衬，精度達到100微米裸岁。目前針對創(chuàng)客提供了整機方案和DIY套件方案届辽。

二锹肾、LCD光固化3D打印機回顧和展望

在3D打印技術里，相對于發(fā)展十多年的FDM成熟技術和中高端應用優(yōu)勢明顯的SLA和DLP技術映贞，LCD技術才剛剛開始奥泛。算上2013年第一個DIY設備或者2014年第一個商業(yè)產品，才幾年時間裁堤，所以成熟度遠沒有其他技術成熟虫弓，設備類型也屈指可數(shù)×槌裕考慮到本身LCD顯示技術發(fā)展也才是近十多年來突飛猛進的抛伏，以其為核心的這個3D打印技術才剛剛起步也不足為怪息沐。

為什么當年光固化從SLA激光掃描開始？因為當時最好的光源只有激光鳍泥，強度高盛惩，聚焦細，還能被振鏡控制掃描鹃唯。同時SLA技術依賴大范圍投入的高端工業(yè)激光技術爱榕。一旦激光技術成熟了，我們得到了光驅技術坡慌，激光測距技術黔酥，激光切割和雕刻，還有激光（紙張）打印機洪橘，激光筆演示跪者，當然還有我們討論的激光SLA打印。所以說激光成熟和大眾化熄求，給我們帶來了不同行業(yè)的突破性發(fā)展坑夯。不過這個突破在20年前就發(fā)生了。

激光SLA發(fā)展十多年年后才有DLP投影技術抡四，因此目前光固化打印的很多突破都在DLP的3D打印上柜蜈。DLP技術突出特點，一個是連續(xù)曝光指巡，一個是面成型淑履。這里包括carbon3D的連續(xù)固化CLIP技術，速度達到百倍溜屡。 CLIP必須采用連續(xù)曝光蹂曾，只有DLP能做到，所以這是很重要的前提條件盗闯。同時DLP的面成型促成了很多有特色的機器蕴嘹，例如很多珠寶級的機器只能用DLP的原理，才能達到100微米以下的精度球灰。SLA固有光源亮斑太大闹只，或者小亮斑掃描時間太長，不適合超高精度打印迂溉，同時這點也制約SLS技術（都要激光嘛）羡逃；那FDM之類的精度就更加無能為力。反過來狡舞，DLP限制了大尺寸打印的可能性硬白。為什么呢？因為幾乎所有DLP都是用德州儀器的DMD芯片。只要德州儀器不愿意（或者不爭氣）畴栖，那么我們的DLP光源就一直停留在1280分辨率左右随静。于是很多DLP機器就犯了那個不可逃避的毛病：要么打印大而粗糙吗讶，要么小而精細挪挤，總是魚和熊掌不能兼得。因為x軸上那區(qū)區(qū)1000個像素关翎，拉大了就顆粒粗扛门，精細了就范圍小纵寝；y軸同理论寨。z軸不討論，放10微米的精度都沒問題爽茴。所以說DLP就卡在德州儀器的尿性上葬凳。當然在德州儀器99%的壟斷之外，我們還有其他DLP選手室奏，我所知道的有國內的聞亭泰火焰。希望能成為一匹黑馬，至少打破壟斷胧沫。

LCD固化技術稍晚于DLP技術塘憨。因為大家知道我們大眾的顯示技術包括面板和投影兩大類，都是十多年前發(fā)展的智础。DLP恰好偷了個空士到，能夠承受和處理405nm的光波，于是有了3d打印的DLP技術助安。同理辰诱，少數(shù)LCD面板也偷了個空，能忍受405nm紫外莽裤，于是有了LCDmasking這個技術拱缆。本人沒偷這個空，只是把這個窗口放大了店烛，讓400-600nm所有的光信號都來實現(xiàn)光固化3D打印谢奕。不管是否是405nm還是可見光，LCD技術終究會打破DLP的那個魔咒（大而粗/小而精）因為現(xiàn)在已經有很多價格便宜量又足的LCD機器直接采用2K屏幕的茎贩。

這里不得不提到LCD技術的一個硬傷：光效率沒有DLP高第勉。但凡通過加大405nm燈的亮度來達到更多光通量逃铝，或者普通光通量的可見光LCD配合高敏感樹脂锅锨，得到的固化速度不能和DLP的成型速度相比的。有個實際參考值恋沃，同樣100微米厚固化必搞，DLP是零點幾秒到幾秒必指，405nm紫外LCD或者可見光LCD需要十幾秒到幾十秒來固化。這里引出一個新的解決方案恕洲，用DLP以外的投影加上可見光技術達到一秒以內的高速度塔橡，投影可以同時達到高速度，大尺寸霜第，高精度葛家，還有低成本。簡直完美泌类，但目前還沒有商業(yè)化癞谒。

綜上所述，SLA賽跑起步較早刃榨，但發(fā)展受核心器件和專利制約弹砚。DLP起步較晚，但越來越體現(xiàn)出其強大優(yōu)勢寺斟，唯一的問題是這架馬車只有德州儀器一人駕馭虫棚。LCD起步更晚，只是萌芽溪胖，還觸及不到主流設備的門檻黔琢，相關技術成熟度高，未來將奮起直追肤不。當然坯公，光固化技術，核心問題光源之外失臂，還有軟件酷匹，自動化，應用和工業(yè)很多配套問題权洼。另一個核心問題硼琢，光固化樹脂，也是一個核心技術献蛔。

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