詳細對比幾種工業聚合物3D打印技術：VOXELJET HSS、HP MJF 和 SLS(2)
時間：2022-10-14 10:09 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
HSS vs MJF vs SLS：尺寸精度
接下來，我們想比較一下每種3D打印技術的尺寸精度。為了做到這一點，我們對四個不同的零件幾何形狀進行了計量掃描，每個零件都被3D打印并掃描了三次（通過HSS、MJF和SLS掃描一次）。我們將零件的這12次掃描與原始STL文件進行了比較，這使我們能夠計算出打印件在其表面各點上的偏差和不準確性。使用的三維掃描儀是GOM ATOS II 400，它的精度為±30μm。
△計量測試結果。圖片由3D打印工業提供
從計量數據來看，四個SLS打印的零件總體上是最精確的，因為它們的尺寸最接近STL模型的預期尺寸，平均偏移量只有0.0084毫米。HSS的平均不精確性為0.0527毫米，而MJF則進一步落后于0.0603毫米。
然而，僅僅是平均值并不能說明全部問題。看一下尺寸誤差的標準偏差值，SLS實際上有最高的分布，為0.1232毫米。其次是MJF，為0.1074mm，而HSS的掃描誤差差值最小，僅為0.0925mm。因此，雖然SLS打印的零件的尺寸平均來說會更真實，但實際上是HSS工藝提供了最大的一致性和可重復性。
為了說明這一點，我們將仔細看看四個幾何形狀中的一個（支撐架），如上圖所示。鐘形曲線上的界限定義了99.6%的點所處的區域。例如，通過SLS3D打印的99.6%的尺寸都在-0.366毫米和0.388毫米的預期值之內。對于MJF，這些數字是-0.402mm和0.154mm。最后，對于HSS，99.6%的打印尺寸在-0.313毫米和0.155毫米的范圍內。
值得注意的是，絕大多數HSS和MJF零件的尺寸都比它們的預期值小，而不是大。這可以歸因于這些3D打印方法所固有的加熱步驟，即使用紅外燈對聚合物部件進行燒結和熔化，以提高密度和強度。不幸的是，這也有縮減零件的效果，因此在打印準備期間，最好是按比例縮小構建的尺寸，以抵消這種影響。
技術基準：顯示細節分辨率的立體方塊
為了進一步評估這三種工藝的打印能力，我們評估了幾個物理3D打印基準測試。這些測試中的第一個是一套用PA12材料打印的三個方塊。該設計包括幾個較小的立方體，每個立方體都有一個獨特的3D打印特征，如網格的幾何形狀或移動齒輪系統。
立方體是一個動態的打印測試，有大量的移動部件，這意味著它提供了一個很好的方法來確定三種技術之間的表面質量差異。在這種情況下，我們觀察了每個立方體的組裝過程是否容易，立方體運動的整體流暢性，以及三種技術之間的細節分辨率。
△3D打印的方塊--MJF（左）、SLS（中）、HSS（右）。照片由3D打印行業提供。
當組裝HSS酷刑方塊的時候，前六個面根本不需要太多力量就可以卡住。角落部分需要滑動，而不是夾住，由于摩擦力的原因，要把角落卡住就比較困難，其中一些角落需要使用螺絲刀。
至于3D打印的功能，HSS立方體的球窩接頭根本無法工作，鉸鏈可以工作，但很僵硬，而彈簧則完全按預期工作。此外，我們遇到了太多的摩擦，齒輪系統根本無法移動，而較大的立方體本身確實在旋轉，盡管有一些阻力。
仔細觀察一些更復雜的立方體單元，我們注意到HSS部件在殘留粉末方面是最干凈的。事實上，我們在晶格幾何形狀的空腔中找不到任何松散的粉末，所以沒有必要進行額外的后處理。
接下來，我們組裝了SLS立方體。這一次，由于接頭處存在多余的粉末，我們在處理六個夾入面時遇到了更多的困難。然而，由于SLS提供了更平滑的表面紋理，滑入式的角立方體更容易組裝，沒有那么多的摩擦。
看一下3D打印的特征，球窩接頭不工作，鉸鏈不工作，但彈簧工作得很好。同樣，有太多的表面與表面之間的結合，齒輪系統根本無法移動，但較大的立方體的組裝卻非常順利。總的來說，我們對較寬的SLS組件的流暢性印象非常深刻，因為它是最容易旋轉的。
由于晶格結構中存在少量殘留的尼龍粉末，我們不得不對SLS構建進行一些小的額外的后期處理。這包括在組裝前吹出空腔和手動搖出立方體單元。
(責任編輯：admin)
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