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3D列印技術中的光固化成形法具有列印準確度高、表面特性佳、可供列印的材料廣泛、可列印出大型物件等優點,但工作環境不易維護、需要後硬化處理及材料的長期安定性尚有疑慮等是其缺點。

光固化成形法是以往最為普遍使用的快速原型化技術(Rapid prototyping technology),但近年來已被熱塑壓出法(Thermoplastic extrusion method)取代。光固化成形法主要包含雷射光模組、移動式平台(Moveable table)、盛裝液態光致聚合物(Liquid photopolymer)的槽(簡稱樹脂槽)等構件,當雷射光追蹤並撞擊到表層樹脂時,樹脂快速固化,平台向下移動一段微小距離(視設定的物件切片厚度而定),重覆以上的過程,即可列印出3D物件。

光固化成形機(雷射)  

 

一般而言,在所有的快速原型化技術中,光固化成形法具有最高的列印準確度及最佳的表面特性。多年來,該方法已可使用數種工程塑料、選擇性變色材料及陶瓷材料進行列印。最值得稱道的是其可列印出大型物件,例如,比利時Materialise NV公司生產的Mammoth機可以列印出整座汽車儀表板。

 

使用液態樹脂使工作環境不易維護、物件通常需要在成形之後置於烘箱之類的設備中實施後硬化處理,及材料的長期安定性尚有疑慮等是其缺點,須列入考量。

前述樹脂的曝光及硬化並不一定非使用雷射不可,使用傳統光源(例如汞弧燈)搭配液晶顯示面板(liquid crystal display panel)或可調變聚焦鏡(deformable mirror),亦可達到目的,其構造示意圖如下。

光固化成形機(傳統光源)  

 

光線經由液晶顯示面板及透明視窗對淺槽(Shallow vat)中的光致聚合物(樹脂)實施曝光,完成後,平台向上移動一段微小距離(視設定的物件切片厚度而定),重覆以上的過程,即可列印出3D物件。

 

此方法除了免除昂貴的雷射外,盛裝樹脂的槽亦不需太大,因此可以避免樹脂的污染及降解,而節省成本;另外,此方法也具有極佳的解析度且操作快速。

Envisiontec GmbH使用此技術於其專業級3D印表機Perfactory系列已行之有年,近年來,更有許多開放源製造商(Open-source producers)積極開發應用此一技術的3D印表機,有的套裝組件(kit)甚至只要美金1000元左右。

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