牙科領域：SLA、DLP和LCD樹脂3D打印對比

魔猴君  知識堂   23天前

《科學報告》發表的一項新研究揭示了三種主要基于樹脂的3D打印技術的優缺點：立體光刻(SLA)、數字光處理(DLP)和液晶顯示(LCD)，為牙科修復專業人士以及任何在這些技術之間猶豫不決的人提供了明確的指導。

<!--[if !supportLists]-->1、<!--[endif]-->SLA打印機使用精確的激光來固化樹脂，從而實現具有出色層間粘合性的高分辨率打印。

<!--[if !supportLists]-->2、<!--[endif]-->DLP打印機使用數字投影儀一次性固化整個層，在速度和準確性之間取得平衡。

<!--[if !supportLists]-->3、<!--[endif]-->LCD打印機雖然價格更便宜，但它依靠像素化屏幕來硬化層，從而產生更明顯的線條和紋理。

研究人員測試了采用每種技術生產的90多個3D打印聚合物樣品的機械性能，重點關注三個關鍵品質：抗彎強度（材料在斷裂前可以承受的彎曲程度）、表面硬度（抗刮擦和凹陷）和表面粗糙度（最終打印件的感覺和外觀的光滑程度或紋理程度）。

用于制作這些牙齒的Formlabs臨時CB樹脂是強度研究中使用的材料之一（來源：Formlabs）

雖然這三種打印方法都使用了同一種樹脂（一種專為牙科修復設計且由打印機制造商推薦的樹脂），但它們使用的電阻值并不完全相同，因為電阻值可以根據具體技術進行調整。本研究中，研究人員使用了Formlabs的SLA打印機（使用臨時CB樹脂）、Asiga的DLP打印機（使用DentaTooth樹脂）以及PioNext的LCD打印機（使用同一家公司推薦的臨時修復樹脂）。這些打印機的具體型號并未公開。

結果存在顯著差異——特別是在耐用性和表面光潔度方面。

哪種樹脂技術最強？為什么

使用Asiga樹脂在Asiga DPL上3D打印的臨時牙科固定裝置（來源：Asiga）

SLA在整體機械性能方面名列前茅。其抗彎強度平均為93.39 MPa，顯著高于DLP的69.97 MPa和LCD的64.69 MPa。研究人員表示，這意味著用SLA打印的部件在壓力或應力下更能抵抗斷裂，這對于任何需要強度的應用來說都是一個關鍵因素。

研究人員得出結論，SLA技術中使用的激光可以增強層間粘合力，減少空隙和薄弱點。他們還發現，用于SLA技術的樹脂可以生產出更堅固的部件。

研究指出：“本研究中使用的SLA樹脂由酯化產物組成，例如4,4-異丙基二苯酚、乙氧基化2-甲基丙-2-烯酸和二苯甲酰（2,4,6-三甲基苯甲酰）。這些成分在激光固化過程中增強了聚合物的交聯密度，從而形成了更強的材料鍵和更光滑的表面。”

研究還指出，SLA的聚焦激光可確保均勻的能量分布，從而形成更均勻的聚合物基質，而DLP和特別是LCD則表現出更多固化不一致和表面缺陷的問題。

在表面硬度方面，兩者沒有顯著差異。研究人員發現，后固化可以標準化表面硬度，但后固化無法彌補層間粘合不良或交聯度低的問題，這就是為什么SLA在抗彎強度方面仍然表現出色的原因。

研究表明，無論使用這三種樹脂技術中的哪一種，零件的耐磨性和抗壓痕性都應該保持相對一致——至少在使用可比樹脂和后處理方法時。

最大的差異體現在表面粗糙度上。SLA再次以最光滑的表面領先，平均粗糙度僅為14.79納米。DLP的粗糙度略低，為24.59納米，而LCD打印的粗糙度最高，平均表面粗糙度為89.87納米。對于任何注重美觀或衛生的行業（例如牙科、眼鏡或珠寶），這都是一個顯著的差異。粗糙的表面不僅看起來不夠精致，而且更難清潔，在口腔應用中更容易滋生牙菌斑或細菌。蒸汽平滑等表面處理選項可以消除不同技術之間的這種差異，但并非適用于所有應用。

對于牙科或假肢行業從業者來說，其普遍含義顯而易見。當強度和光滑度是首要考慮因素，而速度并非首要考慮因素時，SLA可能是首選。DLP則提供了一個堅實的折中方案，尤其適用于臨時修復——比SLA速度更快，并且足以滿足許多對完美光滑度要求不高的應用需求。LCD雖然價格最實惠，但可能需要后期處理才能獲得可接受的效果，并且可能不適用于承重或可見度較高的部件。

盡管研究人員的結論只是概括性的，因為市場上這三個類別的3D打印機種類繁多，但這項研究得到了2025年對11項研究的回顧中總結的先前研究結果的支持，這些研究探討了使用各種樹脂3D打印技術生產的3D打印假牙的抗彎強度。

編譯整理：3dnatives