15、光聚合技术：原理、应用与挑战

光聚合技术：原理、应用与挑战

1. 掩膜投影VPP技术的优势与局限

掩膜投影VPP技术相较于激光扫描SL技术，具有固有的速度优势。通过使用掩膜，可以一次性投影整个零件的横截面，而无需像激光扫描那样顺序扫描横截面的矢量图案。不过，由于掩膜分辨率的限制，在分辨率和图案尺寸（以及固化横截面的尺寸）之间存在权衡。

例如，典型的数字微镜器件（DMD）具有1280×720或1920×1080的分辨率，并且正在开发更高分辨率的DMD。对于1920×1080分辨率的DMD，在50μm分辨率下，最大零件尺寸为96×54mm。为了制造更大的零件，可以采用分步重复方法或使用多个DMD。

VPP工艺的一个缺点是其使用的光聚合物。大多数商业材料的化学组成仅限于丙烯酸酯和环氧树脂。虽然有许多其他材料体系可以进行光聚合，但很少有能在商业上取得成功并取代现有化学组成的。一般来说，当前的VPP材料不具备高质量注塑热塑性塑料的冲击强度和耐久性。此外，这些材料会随着时间老化，导致机械性能下降。不过，Carbon™公司已经开发出了更具延展性、耐久性和更长使用寿命的树脂，这使得VPP技术在许多生产制造应用中得以应用。

2. 光聚合工艺概述

光聚合工艺利用称为光聚合物的液态、辐射固化树脂来制造零件。在辐射照射下，这些材料会发生化学反应并固化。制造零件时，对光聚合物进行照射的方法有多种，包括矢量扫描逐点处理、掩膜投影逐层处理和双光子方法。

• 矢量扫描方法 ：在VPP过程中与紫外激光一起使用。
• 掩膜投影技术 ：通常使用DLP微镜阵列芯片。