探索 MSLA 3D 打印：技术、优势和应用

MSLA是掩模立体光刻设备的缩写，是SLA（立体光刻）3D打印的增强形式，它将LCD屏幕与强大的LED光源相匹配，以选择性地固化光敏树脂。当连续的层固化在前一层上时，它们形成一个三维物体。 LED 阵列用作光源，并通过充当可重构掩模的 LCD 屏幕进行投影。 

这项技术有几个好处。它能够以低成本大批量生产高质量的物品，并且比大多数 3D 打印方法更快、更准确。然而，MSLA 3D打印的缺点是打印机本身成本较高；只有少数企业能够负担得起这项技术。此外，由于光敏树脂极其脆弱，并且需要小心处理，这种类型的 3D 打印应该在完全黑暗的情况下进行。 MSLA 3D 打印机的结构由树脂槽、数字掩模、光阵列和构建平台组成。本文将进一步讨论什么是 MSLA 3D 打印、其操作方式以及所使用的材料。

什么是掩模立体光刻设备 3D 打印？

掩模立体光刻设备 (MSLA) 是 SLA 3D 打印的增强形式。主要区别在于光源。 MSLA 不使用受控激光束，而是使用大型紫外 (UV) 光源以逐层方法固化树脂直至完成。值得注意的是，光源（LED 灯阵列）并不直接聚焦在热塑性树脂上，而是以受控方式被选择性透明的 LCD 屏幕遮挡。有关更多信息，请参阅我们的 3D 打印指南。

掩模立体光刻设备 3D 打印如何工作？

MSLA 3D 打印的工作原理是将光敏树脂放置在 LCD 和 LED 阵列上方，并由一层薄薄的氟化乙烯丙烯 (FEP) 塑料隔开。 LCD 的功能是控制光线照射到上方树脂的位置。 LCD 由单独的像素组成，关闭时允许光线通过，开启时阻止光线通过。这种像素排列与每个所需层的形状相匹配。光线穿过 LCD，使构建平台和 FEP 片材之间的部分树脂固化。然后，构建平台会升起并定位到下一层。就像其他 3D 打印方法一样，该过程一次一层地进行，直到零件完成。 

MSLA 3D 打印工作原理图。

MSLA 的优点和缺点是什么？

下面的表 1 突出显示了 MSLA 在 3D 打印中的优缺点：

表 1：MSLA 3D 打印的优缺点

优点

无论该层有多厚，MSLA 打印机的主要优点是可以一次固化整个层。

缺点

设备价格昂贵。因此，立体光刻对于许多企业来说并不是一种实用的原型制作方法。

优点

大多数现代 MSLA 打印机都使用能够沿边缘显示灰度像素的单色 LCD。这提供了内置的抗锯齿功能，从而产生光滑的打印表面。 .

缺点

MSLA 的主要问题是树脂处理。制作必须在光线昏暗的地方进行。这将保护树脂免受损坏或过早固化。

优点

MSLA 打印机中几乎没有使用移动部件。打印床仅在 Z 轴上移动，但采用倾斜床以减少剥离压力的版本除外。

缺点

MSLA 打印机必须使用 UV 固化树脂这一事实限制了材料的选择。这些材料的性能无法与其他聚合物相媲美。

优点

缺点

用户抱怨 MSLA 打印非常混乱。由于未固化的树脂是危险的，因此用户必须戴上防护手套来处理新打印的零件。此外，通风至关重要，打印件需要在酒精溶液中清洗。清洗后，它们必须在强紫外线下放置 5 到 15 分钟才能完全固化。

MSLA 3D 打印使用什么材料？

MSL 3D 打印工艺使用独特的光聚合物树脂，可在紫外线下硬化（固化）。大多数 3D 打印树脂都是丙烯酸酯或环氧树脂基树脂，后者在桌面打印机中更常见。大多数树脂属于以下类别之一：

1. 标准树脂： 标准树脂非常适合打印，具有很高的分辨率和刚性。它们最适合原型设计。
2. 坚韧树脂： 坚韧树脂可与 ABS 热塑性塑料相媲美。它们的开发是为了使打印部件具有良好的抗冲击性。
3. 透明树脂： 透明树脂的机械品质与标准树脂相当。不同之处在于，通过一些后处理，它们可以变得光学透明。 
4. 耐用树脂： 耐用树脂具有与聚丙烯 (PP) 相似的机械性能。它是一种柔韧且耐磨的材料，在制作球形接头和卡扣配合等消费产品原型时特别有用。

3D 打印中使用的树脂照片。

MSLA 3D 打印如何应用于医疗行业？

MSLA 3D 打印用于生物工程组织的过程。各种成分在这里很重要，使骨骼和牙齿植入物、人造血管支架和器官支架成为可能。 

MSLA 3D 打印如何应用于珠宝行业？

MSLA 出色的打印分辨率以及可在铸造过程中完全燃烧的蜡树脂的可用性使其在珠宝行业中广受欢迎。传统的失蜡铸造要求珠宝商将坚硬的造型蜡切割成复杂的形状。现在，可以使用打印机更精确地制作这些形状。此外，使用 3D 打印机可以轻松完成传统技术无法完成的设计。设计师只需事先使用 CAD 软件制作珠宝首饰即可。 

MSLA 打印机能够生产大量、细致的作品吗？

是的，如果打印机足够大，MSLA 3D 打印机可以创建大型、复杂的物品。 Peopoly Phenom L 3D 打印机是此类工作的首选机器。它是一款可靠的大批量打印机，适用于小批量生产和原型制作。除了巨大的打印能力和快速的干燥时间之外，它还可以高效、快速地生产原型和零件。虽然这款打印机设计用于打印较大的部件，但它也可以生产小部件。

MSLA 和 SLA 之间有什么区别？

SLA 和 MSLA 打印机的树脂固化过程不同。 MSLA 使用 LCD 掩模投射紫外光来固化各层，而 SLA 使用紫外激光来追踪每层的形状。通过 MSLA 工艺进行打印通常速度更快，因为固化灯的一次闪光会立即固化整个层，这是 SLA 激光无法做到的。这使得 MSLA 在同时打印多个模型时特别有用。

MSLA 正在不断发展 SLA，显着提高打印速度，同时提高质量，甚至达到构建的边缘。我们已经看到 Nexa3D 的 LSPc 系统和 Formlabs Form 4 的成功实施

格雷格·保尔森

应用工程总监

摘要

本文介绍了掩模立体光刻设备 (MSLA)，解释了它是什么，并讨论了该工艺如何在不同行业中使用。要了解有关 MSLA 的更多信息，请联系 Xometry 代表。

Xometry 提供广泛的制造能力，包括 3D 打印和其他增值服务，满足您的所有原型设计和生产需求。请访问我们的网站了解更多信息或索取免费、无义务的报价。

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迪恩·麦克克莱门茨

Dean McClements 是机械工程荣誉学士学位毕业生，在制造业拥有二十多年的经验。他的职业生涯包括在 Caterpillar、Autodesk、Collins Aerospace 和 Hyster-Yale 等领先公司担任重要职务，在那里他对工程流程和创新有了深入的了解。

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