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长三角G60激光联盟导读
孟加拉国军事科技学院（MIST）及澳大利亚南澳大学(UniSA)的科研人员综述了立体光刻技术（SLA）的最新进展及其为实现可持续制造而进行的工艺参数优化的研究。相关论文以“Recent advancements in stereolithography (SLA) and their optimization of process parameters for sustainable manufacturing”为题发表在《Hybrid Advances》上。
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立体光刻技术（SLA）利用计算机辅助设计生成的数字模型，自动制作个性化的3D物品。在过去的40年中，立体光刻技术的发展为航空航天、工业、医疗、制造、设计和工程领域做出了巨大贡献。通过选择恰当的工艺参数和材料，可以实现极高的精度。这也是这项技术备受推崇的原因。本研究全面概述了立体光刻技术，包括其工艺、材料概述、应用和最新进展。本研究简要讨论了层厚度、打印方向、固化时间、固化温度和激光功率等因素，以及这些参数如何影响材料硬度、拉伸屈服强度、弯曲强度、断裂伸长率和表面粗糙度等力学性能。此外，论文还讨论了遗传算法（GA）和人工神经网络（ANN）等优化方法的应用，来分析、完善和确定立体光刻的最佳加工参数。这些技术在实现制成品的各种力学性能方面发挥着重要作用，从而推动了增材制造工艺的发展。增材制造（AM）在工业4.0中至关重要，因为它可以生产定制产品，降低中小型生产的成本，并具有重复使用材料的能力。大部分研究都集中在当前的改进上，但有必要更多地关注未来的研究工作。关键词：立体光刻；材料硬度；抗拉强度；表面粗糙度；ANOVA；GA；ANN![]()
图1.立体光刻3D打印。
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图2.部件方向的定义（a和b）。
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图3.工业革命。
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图4.SLA打印部件的力学性能。
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图5.3D打印的单轴拉伸试样：几何模型。
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图6.(a)和(b)从不同位置观察的打印样品。
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图7.单轴拉伸实验装置(a)拉伸机和试样、(b)应变仪。
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图8.与试样接触的轴向拉伸仪。
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图9.粗糙度测量装置。
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图10.用于材料测试的电动显微镜。
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图11.SLA 3D打印后的表面轮廓；(a)Sa为1.002μm，Sz为8.947μm，(b)Sa为1.065μm，Sz为9.401μm。
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图12.一步抛光和两步抛光后的ABS类树脂圆片的图示，以及每种方法在降低粗糙度方面的效果（从两面抛光）。
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图13.基于遗传算法（GA）的优化流程设计。
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图14.通过SLA方法开发的精密格栅结构。
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图15.以MR图像为起点创建三角网格（A）。右图（B）中使用快速成型技术制作立体光刻重构模型。
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图16.手术指南的设计和制作过程。
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图17.立体光刻构建的具有陀螺设计的PDLLA网络支架示意图。
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图18.用于皮肤输送胰岛素的微针。
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图19.通过3D打印技术为医疗保健系统制造的多功能传感器，包括应变、压力、温度和湿度传感器。
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图20.SLA制造的模型和原型。
本文综述了优化立体光刻（SLA）技术工艺参数的研究进展。这项研究表明，基于立体光刻技术的增材制造（SLA）技术可以生产出尺寸精度高、表面光滑的打印产品。立体光刻技术的优点是精确、快速、具有成本效益和适应性强。由于这些优点，立体光刻技术是创建模型和原型的重要工艺，有助于开发和验证各个领域的想法，包括医疗设备的设计。SLA 3D打印可为各种应用提供精确的细节、出色的表面光洁度和特定的性能，因此需要仔细选择树脂和后处理参数。优化光栅角、气隙、层厚度和角度方向等工艺参数的最佳方法已成为众多研究的主题。本研究确定了需要进一步研究的领域，改进SLA工艺，扩大适合SLA的材料范围，并根据需要选择合适的材料。本研究还包括利用高效优化技术（包括GA、ANN RSM、田口算法和方差分析）进行的工作。由于SLA技术有可能在不影响产品质量的前提下产生巨额利润，从而从根本上改变生产环境，因此大多数工业部门目前都在集中精力建立基础设施，来开展这方面的研究。如果这一研究方向继续取得成果，那么SLA方法将成为一种用途更加广泛的AM方法，在制造领域（包括生物医学领域）具有许多潜在用途。部件质量、尺寸精度和其他基本特征应可实现。另一方面，多材料立体光刻技术需要对其物理系统、现有材料和打印方法进行更多研究。由于技术的发展和对定制产品的需求日益增长，增材制造有望颠覆现有的生产方法。然而，要完全融入基于SLA的AM技术，还需要进行更多的研究和开发。这种选择必须在未来的研究中加以扩大，来增加SLA可使用的材料范围。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.hybadv.2024.100307
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