只因價格親民就被青睞?深度解析SLA 3D打印技術
眾所周知,3D打印因耗材與成型原理不同,可細分為熔融沉積(FDM)、電子束自由成型制造(EBF)、選擇性激光燒結(SLS)、立體平板印刷(SLA)等等多種打印技術,每一種技術不僅在耗材上各不相同,更在打印效果與應用領域上,有著明顯差異。其中,SLA因其材料多樣且價格親民而被大眾所接受,并在眾多領域中得到廣泛應用。本期,大家不妨就隨我們一起來深入的了解一下SLA 3D打印技術。
只因價格親民就被青睞?深度解析SLA 3D打印技術
作為最早提出并實現商業(yè)應用的成型技術,SLA 3D打印技術的工作原理實則是利用紫外線照射液體光敏樹脂使其固化,打印平臺在打印過程中逐層沉入盛滿液態(tài)樹脂的樹脂槽,當紫外光在偏轉振鏡的作用下照射在樹脂液面上,并按截面輪廓信息掃描,光點經過的地方受照射的液體就會固化;一次平面掃描加工一個與分層品面圖形相對應的層面,并與前一層已固化的部分緊緊的粘接在一起(原理上仍是逐層疊加),如此往復直至打印完成整個物件。
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當然,僅打印成型還不能算得上真正的大功告成,后續(xù)還需要對打印對象進行清洗、去支撐、打磨、再固化處理、后期上色等步驟后,得到最終的成品。
SLA 3D打印技術的優(yōu)勢有哪些?
1、加工精度高,可以達到0.1mm;
2、能夠打印形狀復雜、高精細的零件。因此,適合做精細零件、高科技電子工業(yè)機殼、電器外殼、模型、醫(yī)療器材、首飾工藝品等;
3、剛性較好、銳角極好、收縮小;
4、表面光滑細節(jié)極佳,極具質感,可制作大尺寸產品;制作速度較快,可進行0.1-0.15mm分層掃描;
5、樹脂種類繁多(白色,半透明、全透明、高韌性等)以滿足各種性能需求。
這里我們用SLA與FDM進行對比,差異還是非常明顯的。售價方面,采用FDM 3D打印技術的打印機要比SLA 3D打印機貴很多。但從打印效果上看,SLA 3D打印機卻明顯優(yōu)于前者。
SLA工藝適用于哪些領域?
鑒于SLA 3D打印技術所擁有的這些優(yōu)勢,可將其用于快速加工高精度、高表面質量、多細節(jié)手板樣件,還可用于汽車模具,醫(yī)療生物,消費電子、游戲動漫、建筑設計、雕塑造型、家居裝飾等領域概念模型、一般部件、外觀驗證、裝配校核,某些情況下更能用于功能測試。 此外,還可用于那些有特殊要求有相應的特性材料,例如耐熱、全透明等。
SLA的設計規(guī)范與原則
若想通過SLA工藝進行3D打印,在設計模型之初我們要注意些什么呢?細節(jié)結構。一般情況下,SLA工藝對細節(jié)結構的要求是:
·最小細節(jié)厚壁0.6mm,大面積薄片厚度則要大于2mm;
·模型的最小獨立柱子直徑為1mm;
·最小凹凸字筆畫寬度為0.35mm;
·最小孔直徑為1mm,最小縫隙為0.4mm;
除了要遵循上面的設計規(guī)范外,這里還有一些SLA工藝的設計原則需要掌握,它們則抽殼壁厚原則、35°設計原則、0.35mm凸凹細節(jié)原則和裝配件原則,下面我們來為各位逐一介紹。先來說說這個抽殼壁厚原則。該原則是針對那些比較厚重的模型,若抽殼不影響其使用性能,建議抽殼,從而減輕模型重量降低模型成本;對于大面模型抽殼后建議添加加強筋,可以大幅減少模型變形程度,當然也要根據模型的結構具體問題具體分析。實際上,SLA工藝的最小抽殼壁厚要求與整體尺寸有關系,且隨著產品尺寸的增加,壁厚也應相應加大。對于小尺寸件(≤200mm)、中等尺寸件(200-400mm),我們建議最小壁厚為2mm;對于大尺寸件(≥400),建議最小壁厚大于3mm。
35°設計原則。前面,我們說過SLA工藝對于懸壁部位需要添加支撐,而懸壁角度臨界值一般為35°。在不影響模型使用性能的前提下,設計模型時可將懸壁與底面的角度設計成大于35°,適當時添加圓角以減少支撐結構,保證模型尺寸和表面質量。
0.35mm凸凹細節(jié)原則,是指對于下凹的文字或表面細節(jié),一般建議線條的寬度至少為0.35mm,深度為0.35mm,對于凸起的文字或表面細節(jié),則建議寬度至少為0.35mm,凸起高度至少0.35mm。
裝配件原則,裝配件模型一般都有多個獨立的殼體,對于容易拆卸的裝配體建議拆開打印,避免影響各零件的自由擺放以及產品表面的最佳質量,一般建議裝配間隙>0.3mm。但對于那些一體打印的可活動模型,有些零件無法拆卸,當然也可以一起打印,建議裝配間隙≥0.4mm,不然可能會與其他零件打印成一體而無法活動。為了打印方便,我們還可以用支撐梁連接所有的殼體,從而保證大批量打印時零件不會丟失,該情況下一般建議支撐梁的厚度≥3mm。
最后,再來說說上色。通常,對于那些結構簡單的上色件,我們可以采用一體化打印再為其上色,而對于那些相對復雜的上色件,應根據上色要求將上色模型拆開,上完顏色之后再進行組裝。一般,我們使用SLA工藝進行3D打印技術的制作周期在48-72小時,緊急情況下努一努36小時也是可以完成的,可打印的最大單體成型尺寸為600x600x400mm。好了,以上便是本期文章的全部內容了,希望今天介紹的內容對各位能有所幫助。
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