紫外线后处理对使用掩模立体光刻技术制作的简单3D打印零件的影响

该文档主要探讨了使用掩模立体光刻（MSLA）技术进行3D打印的简单部件在紫外线（UV）后处理过程中的尺寸变化。研究的重点是分析不同后处理时间对3D打印部件尺寸精度的影响，并通过实验数据来验证这些影响。

1. 技术背景

**掩模立体光刻（MSLA）**是一种高精度的树脂3D打印技术。与传统的立体光刻（SLA）和数字光处理（DLP）类似，MSLA使用UV光固化光聚合树脂，但其独特之处在于使用LCD屏幕作为掩模来阻挡不需要固化的树脂区域。这种方法允许一次固化整个层，从而显著缩短了打印时间。

2. 材料与设备

研究中使用的3D打印机是Anycubic Photon Mono 6Ks，采用MSLA技术。所用树脂为Anycubic ABS-like PRO 2，属于“坚韧”类别，旨在模拟ABS塑料的特性，提供比标准树脂更好的抗冲击性和灵活性。

3. 实验方法

实验通过对不同尺寸的3D打印部件进行UV后处理，测量其在X、Y、Z轴上的尺寸变化。后处理时间分别设定为0秒、15秒、30秒、60秒和120秒。实验在恒温25℃的环境中进行，使用特殊手套以防止测量过程中热量或物质的传递。

4. 实验结果

小部件

• X轴：在30秒后处理时，小部件1的尺寸显著增加，而小部件2在15秒时尺寸减少。到2分钟时，这些变化消失，尺寸恢复到初始状态。
• Y轴：小部件3在15秒后尺寸显著增加，30秒后略有减少，最终在2分钟时稳定。小部件1在30秒前尺寸减少，之后稳定。
• Z轴：小部件1的尺寸减少，而小部件3增加，但在15秒后立即稳定。

中部件与大部件

中部件和大部件在不同轴上的尺寸变化较小，通常在测量设备的误差范围内（±0.004mm），因此这些变化可以忽略不计。

5. 讨论与结论

研究表明，UV后处理时间对3D打印部件的尺寸精度有显著影响，但大多数情况下，这些变化在误差范围内。Z轴上的尺寸差异约为-0.2mm，可能是由于部件直接在构建平台上打印，导致初始层过度曝光以确保粘附，从而压缩了这些层。

尺寸差异的原因可能包括树脂的一致性、树脂温度、LCD屏幕与树脂储槽之间的弹性膜状态，以及部件在打印平台上的位置。

6. 研究贡献

该研究为MSLA技术在3D打印中的应用提供了重要的实验数据，尤其是在后处理对尺寸精度影响方面。这些数据对于优化3D打印工艺参数，提高打印部件的精度具有重要意义。

7. 术语解释

• 掩模立体光刻（MSLA）：一种使用LCD屏幕作为掩模的树脂3D打印技术。
• UV后处理：通过紫外线照射进一步固化3D打印部件，以提高其强度和稳定性。
• 误差范围：测量设备的精度限制，在本研究中为±0.004mm。

通过这项研究，作者为MSLA技术在工业和爱好制造中的应用提供了新的见解，尤其是在提高打印精度和优化后处理工艺方面。