MSLASpheroidStamp：让每个人都能使用3D细胞球体

该文档主要探讨了MSLA（掩模立体光刻）3D打印技术的特点、能力和局限性，并详细描述了用于研究和分析3D打印对象的实验流程。以下是对文档的深入总结：

1. MSLA 3D打印技术概述

MSLA打印机基于立体光刻技术，通过光聚合光敏化合物来生成三维模型。其核心组件包括一个装有液态光聚合物的槽（底部为透明的FEP膜），一个LCD屏幕，以及安装在屏幕下方的LED阵列。打印过程中，平台自动下降至树脂槽中，光通过LCD屏幕投射到平台上，屏幕的像素控制光的通过，形成打印过程中的“掩模”。

2. 实验流程与方法

文档详细描述了用于研究MSLA打印对象的实验流程，涉及多个软件和工具的使用：

• CAD模型创建与转换：首先从CAD导出.stl文件，然后使用Python的stl-to-voxel库将其转换为分层的.tiff图像集。
• 切片与转换：使用切片软件将stl模型转换为.pwmo文件，再通过UVTools将其转换为.tiff图像集。
• 显微镜成像：使用共聚焦显微镜（CLSM）收集图像，并在ImageJ中手动对齐，最后在napari中生成3D图像和动画。
• Blender可视化：使用Blender和tif2blender插件导入显微镜数据和3D模型，并通过发射体积着色器进行可视化。

3. MSLA 3D打印的能力与局限性

文档深入探讨了MSLA打印的能力和局限性，特别是在打印具有小表面特征的对象时需要考虑的因素：

• 打印角度：为了减少对象与FEP膜的接触面积，通常将对象以一定角度放置，并添加支撑以确保成功打印。
• 分辨率限制：在xy轴上，分辨率受限于LCD屏幕的像素大小（约40x40μm），而在z轴上，分辨率受限于层高（25-50μm）。这种限制导致打印对象与数字模型之间存在几何失真。
• 粘附与脱落问题：FEP膜对光聚合物的粘附性虽小但不为零，随着时间推移，膜会退化，导致打印对象更容易脱落。

4. 实验结果与讨论

文档通过实验验证了MSLA打印的局限性，特别是在打印复杂几何形状时的失真问题：

• 几何失真：打印的对象通常与CAD设计的模型存在显著差异，例如圆锥体变成了复杂形状的金字塔，平滑的金字塔面变得阶梯状。
• 微观结构的挑战：小尺寸的对象（如直径100μm的圆柱体）由于脆弱性和树脂的高粘度而无法成功打印。
• 多对象打印的可靠性：当同时打印大量小对象时，许多对象会在打印过程中损坏或断裂。

5. 结论

文档总结了MSLA 3D打印技术的应用潜力和局限性，强调了在打印复杂和小型结构时需要克服的挑战。通过结合多种软件工具和显微镜技术，研究人员能够更好地分析和理解打印对象的几何失真和结构特征。

总之，该文档为MSLA 3D打印技术的研究提供了详细的实验流程和分析方法，揭示了其在实际应用中的挑战和改进空间。