SLA和DLP 3D打印成型技術(shù)對比，有著什么樣的技術(shù)差異？

新手有時會爭論SLA和DLP哪個更有利于3D打印機的最終性能，但SLA（立體平板印刷）和 DLP（數(shù)字光處理）的技術(shù)途徑存在顯著差異，因此最終產(chǎn)品也會不同。SLA成型主要是點到線、線到面逐漸成型的過程，與SLA不同，DLP技術(shù)主要利用DLP投影，投影過程中將整個面的激光聚焦到3D打印材料表面。

在經(jīng)營業(yè)績岌岌可危之時，想要找出最快、最精準、分辨率最高且最終產(chǎn)品表面最光滑的3D打印機，仔細研究具體細節(jié)非常重要。為什么？因為后期處理就是3D打印不可告人的小秘密，沒有人愿意在3D打印制件上節(jié)省時間和成本，最后打印完成卻又不得不展開大量清潔、磨砂和拋光工作。

SLA 對 DLP——簡單分析
SLA和DLP的技術(shù)理念很簡單。利用光源照射一大桶光聚合物或樹脂，將材料固化成數(shù)字設(shè)計文件中的最終物體。SLA的光源來自激光。 DLP則來自高清投影儀。通過簡化分析，很容易得出兩種技術(shù)的利弊。SLA通過激光束在樹脂桶上繪制——平板印刷指的就是“書寫” ——制件圖像， 然后再繪制內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不過實際順序不一定如此，逐行逐層將液體固化成最終制件。

表面處理是后期處理的重要內(nèi)容，但精準度同樣很關(guān)鍵。制件都是相同的數(shù)字模型，但EnvisionTEC DLP的制件精度為96.3%,SLA則僅為68.0%。

SLA利用激光在樹脂上繪制制件，十分耗時。DLP則不必逐一繪制線條，且每次照射可以固化大量樹脂，所以處理速度較快。

不管打印機速度多快， SLA都是一項耗時的技術(shù)。試想用一支細筆尖鋼筆在一張張紙上繪畫，先勾勒出形狀，再用這支筆將中間部分上色，一頁接著一頁。雖然該過程可能需要較長時間，但理論上可以獲得邊緣細膩的緊致固化產(chǎn)品。同時，普通DLP通常利用高清投影儀將一整層內(nèi)容投射到聚合物上，更接近于在每頁紙上蓋章。

但由于投影儀投射的光線以像素為單位——在樹脂內(nèi)形成立體像素， 又稱體素——無可否認這種像素化方塊將影響邊緣光滑度。以上就是SLA與DLP的快速對比分析。但這些就是全部嗎？不算是——尤其從全球提交的專利申請中就可以看出來。除此之外，經(jīng)驗對于3D打印工藝技術(shù)非常重要。

試想：倘使DLP找出柔化尖銳、像素化邊緣的方法，將會如何？它會不會比最好的SLA還優(yōu)秀？

先進DLP技術(shù)可以解決普通DLP技術(shù)存在的問題，從而提供快速、精準、光滑的表面處理。

先進DLP提高表面處理質(zhì)量和速度
EnvisionTEC經(jīng)驗豐富的3D打印工程師也是增材制造先鋒，十多年前已經(jīng)解決了這些問題。公司因此得以引領(lǐng)行業(yè)提供高精度DLP制件，可精確至微米，表面光滑幾乎不需要后期處理。于是，助聽設(shè)備和牙科等對制件精度和光滑有機形態(tài)要求較高的行業(yè)，偏好使用EnvisionTEC 3D打印機進行大規(guī)模定制生產(chǎn)。今天，全球生產(chǎn)的助聽設(shè)備有十分之六來自 EnvisionTEC 打印機，牙醫(yī)、正牙醫(yī)生和牙科實驗室也在迅速采用

EnvisionTEC先進DLP打印機，均因看重高精度、光滑、無毛糙的表面，利用多項專利專有技術(shù)打造出出色的曲線和光滑的表面。

為了理解這些方法發(fā)揮作用的原理，我們先采用普通DLP方法找出問題的根源。投影儀通過方形像素投射光線，樹脂固化時形成立體像素，又稱體素。彎曲邊緣的體素形成業(yè)內(nèi)所稱的“ 階梯形狀” ——類似于早期8位電子游戲的鋸齒形邊緣。

使問題更加棘手的是，各個像素的尺寸由一個簡單公式預(yù)先決定：像素尺寸等于構(gòu)建空間（又稱工作包絡(luò)面）除以投影儀分辨率。打印的物體越小，用戶需要處理的階梯形狀問題也就越少，但如果物體增大，像素和階梯形狀就會更加明顯。此外，如果不修改投影儀或構(gòu)建空間尺寸，就無法修改像素尺寸。

21世紀初， EnvisionTEC創(chuàng)始人Al Siblani和EnvisionTEC首席技術(shù)官帶領(lǐng)著一支由德國和美國工程師組成的小團隊，開發(fā)出弱化像素化階梯的兩種方法。第一種方法非常簡單，就是將各個階梯的尺寸減小半個像素。 2005年EnvisionTEC就該法申請專利。

EnvisionTEC創(chuàng)始人兼CEO Al Siblani（左）和EnvisionTEC首席技術(shù)官Alexandr Shkolnik，帶領(lǐng)開發(fā)出使用DLP技術(shù)柔化三維物體像素化表面邊緣的兩種方法。他們已于21世紀初就此類3D邊緣柔化技術(shù)申請專利。

第一個方案： EnvisionTEC ERM.
EnvisionTEC增強分辨率模塊簡稱ERM，是公司德國工廠生產(chǎn)的實體設(shè)備，可使投射光線的投影儀發(fā)生微小、精確的“ 像素移動”。像素移動能將階梯形狀問題減半， 無論物體是大是小。

所以，即使使用同等分辨率的投影儀，EnvisionTEC DLP打印機打印出的曲面至少比其競爭對手光滑兩倍。 EnvisionTEC的Desktop和Perfactory DLP機器配備的高清投影儀分辨率各異，從1400 x 1080 到 1920 x 1200 不等。

ERM設(shè)備并不是簡單的“ 模塊”，而是完整的機電系統(tǒng)。 控制器箱輸出電流，一條供X軸方向移動，一條供Y軸方向移動，輸送至投影儀正下方的一塊中空方形金屬板。該設(shè)備通電后，可以精密控制X軸和Y軸方向的小幅移動。ERM其實是將投影往X軸左方或右方移動半個像素，或往Y軸上方或下方移動半個像素。使用普通DLP技術(shù)，3D打印機在制造物體時可以投射完整的圖像層10秒。使用EnvisionTEC的ERM像素移動技術(shù)，每次投射進行兩次。

在本例中，假設(shè)第一次基線照射五秒，完成初步固化。第二次照射五秒，往X軸左移半個像素，往Y軸下移半個像素，將階梯形狀減半。

這是 EnvisionTEC增強分辨率模塊的照片，向X軸和Y軸移動半個像素，稍稍移動DLP機器第二次照射位置，減少精細3D邊緣柔化技術(shù)形成的階梯形狀。投影儀光線從模塊中央發(fā)出。ERM 其實是將投影往X軸左方或右方移動半個像素，或往Y軸上方或下方移動半個像素。

根據(jù)制造物體的最終尺寸，階梯形狀減半后人眼幾乎無法看出階梯狀。像素移動完全由EnvisionTEC專有Perfactory軟件控制，所以用戶不必進行手動控制。系統(tǒng)可以自動柔化表面。但EnvisionTEC并未止步于此，而是繼續(xù)追求更理想的表面。

別著急，還有灰度邊緣柔化
EnvisionTEC將其像素移動技術(shù)與另一項專利專有的灰度技術(shù)結(jié)合，簡單地說，就是 3D物體邊緣柔化技術(shù)。2007年公司在德國和美國提起該方法的首個專利申請。

邊緣柔化技術(shù)在今天非常普遍，幾乎用于每一個出現(xiàn)數(shù)據(jù)圖像的2D數(shù)字平臺，從電子游戲和電視屏幕，到裝有數(shù)字監(jiān)視器的幾乎所有設(shè)備。在當今數(shù)字世界，有很多邊緣柔化高科技方法，柔化日常見到的像素化圖像邊緣。EnvisionTEC是將邊緣柔化方法轉(zhuǎn)換運用到投影儀3D體素的第一家3D打印公司。

EnvisionTEC ERM技術(shù)將階梯減半后，公司專有灰度技術(shù)繼續(xù)柔化剩余的“鋸齒圖形”，階梯圖形在電子游戲圈非常出名。

使像素化邊緣平滑的邊緣柔化技術(shù)在今天十分常見，但EnvisionTEC找出了將該法運用到3D打印的途徑。

灰度使邊緣平滑，實現(xiàn)無層3D打印
與非開即關(guān)的SLA激光束不同，高清光線投影儀可以多種光線明暗度或強度發(fā)射光線，沿光譜從白到灰再到黑。事實上，白色和黑色之間共有1,024種可辨別的灰度。EnvisionTEC技術(shù)利用其中255種灰度，純白設(shè)為255，深黑設(shè)為零，通過復雜的控制柔化邊緣。

EnvisionTEC通過專有智慧軟件控制物體彎曲邊緣的各個像素，置入漸變灰色區(qū)，實現(xiàn)光滑、柔化邊緣。此外，每次灰度化照射實現(xiàn)的不同強度還可以使EnvisionTEC的DLP技術(shù)產(chǎn)生另一個獨特效果。雖然像素的X軸和Y軸固定，但體素的Z軸深度可根據(jù)各像素的灰度化光線強度調(diào)整。這意味著雖然普通DLP技術(shù)按平層進行打印，EnvisionTEC DLP則是以不同深度打印——無層3D打印技術(shù)可以強化光滑、精準的表面。

EnvisionTEC像素移動ERM技術(shù)與灰度技術(shù)的協(xié)調(diào)相互作用，形成無條紋、無階梯的市場領(lǐng)先表面。不過，除了看到和感受到的之外，最終制件掃描還顯示該技術(shù)比SLA更精準。

以上制件根據(jù)相同的數(shù)字文件制成，雖然看起來相似，但左圖是使用EnvisionTEC先進DLP技術(shù)的3D打印成果，表面更加光滑、精準。EnvisionTEC打印制件的精度為96.3%，SLA制件精度則為69.8%。

EnvisionTEC DLP技術(shù)具有速度和精度優(yōu)勢
對于要求精度、表面光滑度和制作速度的牙醫(yī)、正牙醫(yī)生和牙科實驗室而言，SLA與EnvisionTEC先進DLP技術(shù)存在顯著差異。在EnvisionTEC技術(shù)與競爭技術(shù)的對比試驗中，使用EnvisionTEC Vida和一臺低價SLA機器上往水平構(gòu)建方向打印三個牙模型。

經(jīng)3Shape軟件測量，與原數(shù)字模型相比，Vida制造的最終制件精度為94.7%至96.3%。相比之下， SLA 制件的精度水平為 68.0%至 79.1%。
重要的是，SLA機器制造模型所需時間幾乎比Vida長三小時。在與其他3D打印機的常規(guī)交叉比較中，常常能觀察到EnvisionTEC卓越的精度、構(gòu)建時間和表面質(zhì)量。

來源：博泰三維
延伸閱讀：
EnvisionTEC將推出針對制鞋行業(yè)的新3D打印材料E-Shore A