1.SLA技术发展历史

紫外激光固化快速成型工艺，现被称为立体光刻3D打印工艺，简称为SLA。该工艺是由Charles Hull于1984年获得的美国专利，是最早发展起来的3D打印技术。自从1988年美国3D Systems公司最早推出SLA商品化以来，这种3D打印技术发展迅速，可全自动地打印出各种加工方法难以制作的复杂立体形状物体，在加工技术领域中具有划时代的意义。它是利用计算机控制紫外激光在光敏树脂液面上按二维截面的形状逐点扫描，使树脂固化，固化后的树脂便形成一个二维图形，如此逐层扫描，固化，最终即可得到完整的三维实体，其质量的好坏主要取决于光敏树脂性能的好坏。

由于所用的紫外激光器的功率非常小，通常以毫瓦计量，要求光敏树脂对紫外光敏感，即较小的紫外光曝光量就能使光敏树脂固化。因此，开发光敏性好且制作零件精度高的光敏树脂一直是立体光刻3D打印技术研究的热点之一。同时，由于光敏树脂由光敏预聚物、光敏稀释剂和引发剂等组成，光敏树脂中存在一些小分子物的光敏稀释剂，致使光敏树脂制作的零件耐热性差即易热变形，因此，开发耐热性好且制作零件精度高的光敏树脂也一直是立体光刻3D打印技术研究的热点之一。

2.SLA光敏树脂的发展

应用于SLA 3D打印的光敏树脂发展到现在大致可分为三个阶段，早期即1988—1995年商品化的立体光刻快速成型光敏树脂的预聚物是丙烯酸酯预聚物，它的引发剂是自由基型引发剂。自由基型引发剂在紫外光的作用下分解出自由基，自由基引发丙烯酸酯分子一个接一个地互相聚合，成为分子量较大的高分子化合物。自由基型光敏预聚物丙烯酸酯的主要优点是光敏性通常好于阳离子型光敏预聚物环氧树脂，但聚合时收缩率较大，制造的零件精度差，易翘曲变形，精度难于满足要求，最终还是逐渐被淘汰。

第二阶段以纯阳离子型光敏树脂为主，由预聚物环氧树脂和阳离子型引发剂组成。阳离子型光敏预聚物的品种较多，主要品种有双酚A型环氧树脂，酚醛型环氧树脂和脂环族环氧树脂三大类，原则上这三类环氧树脂都可以作为阳离子型光敏预聚物，其中以脂环族环氧树脂的光敏性为好，这是因为双酚A型环氧树脂和酚醛型环氧树脂苯环的共扼大键对分子中的环氧基团的电子具有诱导作用，使环氧基团的电子云密度降低，导致与亲电试剂质子酸的反应活性降低，而脂环族环氧树脂分子中不存在苯环的共扼大键对分子中的环氧基团电子的诱导作用和使它们的电子云密度降低的现象，它们与亲电试剂质子酸的反应活性较高。

近些年来国外商品化的立体光刻3D打印光敏树脂，其光敏预聚物既含有丙烯酸酯又含有环氧树脂，它的引发剂既含有自由基型引发剂又含有阳离子型引发剂，自由基型引发剂引发丙烯酸酯聚合，阳离子型引发剂在紫外光的作用下分解出质子酸，质子酸引发环氧树脂进行开环聚合，它的收缩率较丙烯酸酯的双键断裂聚合的收缩小，因此，这类自由基-阳离子混杂型光敏树脂制造的零件精度明显较纯自由基型光敏树脂好。

3.环氧树脂在3D打印中的优点

在3D打印光敏树脂中，环氧树脂具有优异的力学性能、化学稳定性能、耐高／低温性能，以及收缩率低、成本低廉等优点。

从分子角度讲，光敏树脂的固化过程是从小分子体向长链大分子的聚合体转变的过程，其分子结构发生很大变化，因此，固化过程中的收缩是必然的。树脂的收缩主要有两部分组成，一是固化收缩，另外一部分是当激光扫描到液体树脂表面时由于温度变化引起的热胀冷缩。同时，温度升高的区域面积很小，因此温度变化引起的收缩量极小，可以忽略不计。光敏树脂在光固化过程所产生的体积收缩对零件精度的影响是不可忽视的。体积收缩导致了收缩应力的产生，从而引起零件的翘曲变形。丙烯酸酯类树脂固化时发生碳-碳双键的断裂的聚合反应，引起体积收缩较大，而环氧类树脂固化时发生开环反应，所以，引起体积收缩相对较小。使用江苏泰特尔的脂环族环氧树脂产品进行收缩率测试，从下图中结果可见，脂环族环氧树脂在光固化，体积收缩率明显低于丙烯酸酯。

配方组成：树脂：光引发剂=100:0.5 6145-100：脂环族聚氨酯六丙烯酸酯

由于脂环族环氧树脂具有黏度低，耐候性出色、固化收缩率低、交联密度大、反应活性高等优点，所以在SLA 3D打印的光敏树脂应用非常广泛，是最为重要的基体低聚物之一。

针对此类应用，江苏泰特尔推出的以下四款脂环族环氧树脂产品在SLA 3D打印光敏树脂有着丰富的应用实践，可以满足绝大部分国内外SLA 3D打印的光敏树脂配方需求。