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3d打印模型-SLA工艺详细解析介绍

3d打印模型-SLA工艺详细解析介绍

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【摘要】:
立体光刻(SLA)是一种3D打印工艺,它使用激光逐层固化光聚合物树脂。SLA最适合生产小而光滑的零件,具有精细的细节以达到高精度。典型的台式SLA机器将包含UV激光器以从光敏树脂罐固化部件的特定层。罐底部是透明的,并且精确控制UV激光以追踪物体的2D轮廓。激光硬化(固化)树脂,形成固体层。每次激光通过时都会产生一个非常薄的物体切片。这个薄片粘在它(或构建板)和罐底之前的层上。然后将新印刷的层与罐的

立体光刻(SLA)是一种3D打印工艺,它使用激光逐层固化光聚合物树脂。SLA最适合生产小而光滑的零件,具有精细的细节以达到高精度。

典型的台式SLA机器将包含UV激光器以从光敏树脂罐固化部件的特定层。罐底部是透明的,并且精确控制UV激光以追踪物体的2D轮廓。激光硬化(固化)树脂,形成固体层。

每次激光通过时都会产生一个非常薄的物体切片。这个薄片粘在它(或构建板)和罐底之前的层上。然后将新印刷的层与罐的底部分开(取决于机器,这可能涉及剥离,滑动或摇动罐),然后构建板移开1层厚度并且再次重复该过程直到该部件是完成。

 

为了使SLA印刷成功,在分离阶段减少新印刷层上的力是至关重要的。分离阶段沿着潜在的剃刀薄边缘产生高应力区域,这可能导致高部件失效率和翘曲(部件可能粘在罐底而不是底板上)。

 

打印方向

在为SLA定向零件时,最关心的是Z轴横截面积。印刷品粘附在罐上所涉及的力与印刷品的2D横截面积成正比。因此,零件以与板成一定角度印刷,支撑的减少不是主要考虑因素(如下图所示)。沿z轴最小化横截面积是定位SLA打印件的最佳方法。

模型以亚最佳水平方向定向,具有大的z轴横截面积。在这种取向中,支撑被最小化,但是打印失败的可能性很高。打印量= 33.39 mL,打印时间= 2小时27分钟。

模型以一定角度重新定向,减小了z轴横截面积。印刷失败的可能性降低,证明支持的大幅增加是合理的。打印量= 36.95 mL,打印时间= 4小时7分钟。

作为设计师,理解为什么零件方向会影响SLA印刷质量非常重要。定向部件以使z轴横截面积减小的必要性经常导致需要将大量的支撑添加到模型中。在某些情况下,设计可能需要如此多的支持,以至于SLA中的打印不再具有成本效益,或者对部件的外观(一旦移除支撑件)不利,最终结果在视觉上不令人满意。限制水平构件的数量,挖空组件和减小横截面积是设计人员可以采取的优化SLA设计的步骤。

 

各向同性

SLA印刷品是各向同性的,因为这些层在印刷时彼此化学键合,导致在xyz方向上几乎相同的物理性质。无论零件是否与底板平行或垂直印刷,零件的最终材料属性都不会受到明显影响。

设计SLA打印

打印功能

SLA打印机可以生成的细节水平取决于激光光斑尺寸和树脂属性。SLA设计的一般准则如下:

特征

描述

支撑墙 - 至少在两侧连接到其他结构的墙,因此它们几乎没有翘曲的可能性。这些应设计为至少0.4毫米厚。

不受支撑的墙壁 - 在不到两侧与印刷品的其余部分连接的墙壁,很可能会使印刷品翘曲或脱落。这些墙必须至少厚0.6毫米,并应设计有圆角底座(墙壁与印刷品的其余部分连接),以减少沿接缝的应力集中。

悬垂 - 除了在没有足够的内部和外部支撑结构的情况下打印模型外,SLA打印几乎没有问题。没有支撑物的印刷通常会导致印刷品翘曲,但如果不需要支撑物进行印刷,则任何无支撑的悬伸物的长度必须小于1.0毫米且与水平面至少保持19°

浮雕细节(包括文字) - 模型上的任何特征略高于它们周围的表面。它们必须在打印件表面上方至少0.1 mm的高度,以确保细节可见。

雕刻的细节(包括文本) - 任何印在模型中或隐藏在模型中的特征。如果这些细节太小,这些细节有可能与模型的其余部分融合,因此这些细节必须至少0.4毫米宽,至少0.4毫米厚(从模型表面到凹陷细节的距离)。

水平桥 - 模型上两点之间的桥梁可以成功打印,但设计者必须记住,较宽的桥梁必须保持比薄桥更短(小于21毫米)。更宽的桥接器具有更大的z轴接触面积,增加了剥离期间打印失败的可能性。

 - xyz轴上直径小于0.5mm的孔可能在打印期间关闭

连接:

·         运动部件之间的间隙为0.5mm

·         0.2mm间隙用于组装连接。

·        0.1毫米的间隙将提供推或贴合。

 

解析度

 

SLA能够实现比FDM高得多的分辨率,因为它使用激光来固化材料。XY方向(或水平分辨率)下的SLA打印分辨率取决于激光光斑尺寸,可以在30140微米的范围内。这不是可调节的打印参数。最小特征尺寸不能小于激光光斑尺寸。

 

Z方向(或垂直分辨率)的分辨率在25200微米之间变化。选择垂直分辨率是速度和质量之间的权衡。对于具有很少曲线或细节的部分,25微米的印刷与100微米的印刷之间几乎没有视觉差异。相比之下,台式FDM机器通常会打印150400微米的z轴层。

掏空和拔罐

SLA机器打印出坚固,密集的模型,但如果打印件不是一个功能部件,则空心模型可以显着减少所需材料的数量以及打印时间。建议中空印刷品的墙壁厚度至少为2毫米,以减少打印过程中出现故障的风险。

 

如果要打印中空部件,必须添加排水孔以防止未固化的树脂被困在最终打印件内。这种未固化的树脂在空腔内产生压力不平衡,并将引起所谓的“拔罐”。小的故障(裂缝/孔)在整个零件中传播,如果不纠正,将导致完全失效或零件爆炸。排水孔的直径应至少为3.5 mm,每个空心截面必须至少包含一个孔。

深圳市天益恒达快速成型技术有限公司成立于2013年,是专门从事3D打印模型方面的加工生产及技术服务的企业,是深圳较具规模的3D打印服务厂商之一,至力服务于玩具、动谩产品、建筑模型、数码产品、工艺品、汽车产品、医疗用品等行业的样板模型加工生产;可按客户要求做喷漆、丝印、真空电镀等表面处理和复模及小批量生产。联系李经理13823511695

 

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