基于全反射原理高精度光固化成型設備*

鄧旭秋，朱珊珊，楊 峰

（常州工業職業技術學院 現代裝備制造學院，江蘇 常州 213164）

數字光處理（DLP）技術是增材制造（AM）的代表技術之一[1，2]。DLP 打印方式主要是通過圖案化紫外光的手段來逐層固化光敏樹脂，經過層層固化累計后從而打印出立體模型[3，4]。光學引擎（紫外光成像系統）設置于光敏樹脂成型槽（液槽）的下方（或上方），通過光學（光路）設計，使其成像面正好位于液槽的底部（或光敏樹脂的上液面）。通過圖案化的紫外光照射光敏樹脂，光敏樹脂在吸收了足夠光子之后，光敏劑將能量轉移給光引發劑，引發光聚合成型，單次可固化一層特定厚度及形狀的光敏樹脂[5]。液槽固定在一個運動機構（絲杠）上，每次曝光完成后向上提升單層高度，使得當前完成光固化的立體模型與液槽底面分離，通過逐層曝光的方式并層層疊加來完成三維實體的打印過程[6，7]。DLP 在復雜三維微納結構、高深寬比微納結構和復合材料三維微納結構制造方面具有突出的潛能和優勢：即設備簡單、成本低、可使用材料種類多和無需掩?；蚰＞咧苯映尚蝃8，9]。

目前常采用紫外光從下至上垂直照射在光敏樹脂上實現面光固化成型，此種設置的缺陷在于：因為光敏樹脂的表面張力，成型零件已固化的部位必然會粘附殘留的光敏樹脂，如圖1 所示，當紫外線入射光6 沿垂直方向通過作用點7 后，部分紫外光照射成型零件懸空結構上殘留的光敏樹脂（特別是凹槽結構），引發光固化成型，在零件表面固化滴狀物（圖1B）或封閉凹槽結構（圖1A），經過累計光照后，超過光敏樹脂的固定閾值，出現不受控的光固化現象?！?br>