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干貨:從設(shè)計(jì)到打印全面解析SLA 3D打印技術(shù)

SLA作為3D打印成型方式的一種,因其材料多樣化,價(jià)格便宜,已被大眾所接受,在眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,今天,魔猴君就帶大家一起了解一下什么是SLA工藝及SLA工藝對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求及工藝原則有哪些?



1. ???工藝概述

SLA全稱(chēng)立體光固化成型,是用特定波長(zhǎng)與強(qiáng)度的紫外光照射液態(tài)光敏樹(shù)脂發(fā)生聚合反應(yīng),來(lái)逐層固化并生成三維實(shí)體的成型方式。


2. ???工藝原理

SLA利用紫外線(xiàn)照射液體光敏樹(shù)脂使其固化,加工過(guò)程中平臺(tái)會(huì)逐層沉入樹(shù)脂槽,樹(shù)脂槽中盛滿(mǎn)液態(tài)樹(shù)脂,紫外光在偏轉(zhuǎn)振鏡的作用下照射在液面上,按截面輪廓信息掃描,光點(diǎn)經(jīng)過(guò)的地方,受照射的液體就會(huì)固化,一次平面掃描便加工出一個(gè)與分層平面圖形相對(duì)應(yīng)的層面,并與前一層已固化部分牢固地粘接起來(lái),如此反復(fù)直至整個(gè)工件完成。


采用SLA工藝一般還需要清洗、去支撐、打磨、再固化處理,以得到符合要求的產(chǎn)品。SLA工藝對(duì)于懸壁部位需要添加支撐,產(chǎn)品和支撐為同一材質(zhì),對(duì)于彩色模型,還需后期上色處理。


3. ???工藝優(yōu)勢(shì)

1)精度高、表面光滑、可制作大尺寸產(chǎn)品;

2)剛性較好、銳角極好、收縮??;

3)表面細(xì)節(jié)極佳,極具質(zhì)感,制作速度較快;

4)樹(shù)脂種類(lèi)繁多(白色,半透明、全透明、高韌性等)以滿(mǎn)足各種性能需求。



4. ???應(yīng)用范圍

1)快速加工高精度、高表面質(zhì)量、多細(xì)節(jié)手板樣件,可用于汽車(chē)模具,醫(yī)療生物,消費(fèi)電子、游戲動(dòng)漫、建筑設(shè)計(jì)、雕塑造型、家居裝飾等領(lǐng)域概念模型、一般部件、外觀(guān)驗(yàn)證、裝配校核,某些情況下可用于功能測(cè)試。

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2)針對(duì)特殊要求有相應(yīng)的特性材料,比如耐熱樹(shù)脂、全透明樹(shù)脂。

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5. ???設(shè)計(jì)規(guī)范

在《3D打印數(shù)據(jù)模型之經(jīng)驗(yàn)分享》中提到過(guò)現(xiàn)實(shí)中沒(méi)有厚度的東西是不存在的,所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意模型的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu),SLA工藝細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)要求一般為:

1)最小細(xì)節(jié)壁厚:0.6mm(大面積薄片厚度要大于2mm);

2)最小獨(dú)立柱子直徑:1mm;

3)最小凸(凹)字筆劃寬度:0.35;

4)最小孔直徑:1mm;

5)最小縫隙:0.4mm;

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6. ???設(shè)計(jì)原則

1)抽殼壁厚原則

對(duì)于比較厚重的模型,如果抽殼不影響其使用性能,建議抽殼,抽殼可以減輕模型重量,降低模型成本,對(duì)于大面模型抽殼后建議添加加強(qiáng)筋,這樣可以大大減少模型的變形程度,當(dāng)然這也要根據(jù)模型的結(jié)構(gòu)具體分析,SLA 工藝的的最小抽殼壁厚要求和整體尺寸有關(guān)系,隨著產(chǎn)品尺寸的增加而壁厚應(yīng)相應(yīng)加大。對(duì)于小尺寸件(≤200mm)、中等尺寸件(200-400mm),建議最小壁厚為2mm。對(duì)于大尺寸件(≥400),建議最小壁厚大于3mm。



(2)35°設(shè)計(jì)原則

前面提到過(guò)SLA工藝對(duì)于懸壁部位需要添加支撐,懸壁角度臨界值一般為35°,因此在不影響模型使用性能的前提下,模型設(shè)計(jì)時(shí)可以將懸壁與底面的角度設(shè)計(jì)成大于35°,適當(dāng)時(shí)添加圓角,都可以減少支撐,保證模型尺寸和表面質(zhì)量。



(3)0.35mm凸凹細(xì)節(jié)原則

對(duì)于下凹的文字或表面細(xì)節(jié),一般建議線(xiàn)條寬度至少為0.35mm,深度為0.35 mm,對(duì)于凸起的文字或表面細(xì)節(jié),建議寬度至少0.35mm,凸起高度至少0.35 mm。



(4)裝配件原則

裝配件模型一般擁有多個(gè)獨(dú)立的殼體,對(duì)于容易拆卸的裝配體,我們選擇拆開(kāi)打印,這樣就不會(huì)影響各個(gè)零件的自由擺放,不會(huì)影響產(chǎn)品的最佳表面質(zhì)量,一般建議裝配間隙>0.3mm。


但是對(duì)于一些一體打印的可活動(dòng)模型,有的零件沒(méi)法拆卸,當(dāng)然也可以打印,一般建議裝配間隙≥0.4mm,要不然可能和其他零件打印成一體的了。

有時(shí)候?yàn)榱舜蛴》奖悖€可以用支撐梁連接所有的殼體,這樣就可以保證大批量打印時(shí)你的零件不會(huì)丟失,一般建議支撐梁的厚度不小于3mm。



7. ???工藝原則

1)45°擺放原則

模型擺放對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量和強(qiáng)度有很大影響,一般建議工件復(fù)雜特征面朝上,有弧面的工件水平擺放的臺(tái)階紋理非常明顯,類(lèi)似等高地形圖,一般建議與平臺(tái)底面成45°角或直立擺放,長(zhǎng)形工件與刮刀一般垂直或斜45°擺放。



2)超大件拼接原則

對(duì)于超出打印平臺(tái)尺寸的超大件,可以采用拼接的方法,一般建議拼接間隙>0.3mm。拼接時(shí)可以添加三角形、長(zhǎng)方形、鋸齒、凸臺(tái)和銷(xiāo)型進(jìn)行定位連接,采用AB膠水進(jìn)行粘接。



3)工藝孔原則

為了保證抽殼后的模型內(nèi)腔的液態(tài)樹(shù)脂順利流出來(lái),以減輕模型重量,降低模型制作成本,應(yīng)在模型非重要面開(kāi)孔,開(kāi)孔孔徑與模型開(kāi)孔面的大小有關(guān),但一般建議最小孔徑為3mm,最大為30mm,具體要根據(jù)模型大小和具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),后處理結(jié)束后可以把工藝孔堵起來(lái),可以用槽口進(jìn)行定位,再經(jīng)過(guò)適量的打磨就可以了。



4)上色件原則

對(duì)于簡(jiǎn)單上色件,可以采用一體化打印再上色就可以了,對(duì)于復(fù)雜上色件,應(yīng)根據(jù)上色的要求將上色模型拆開(kāi),上完顏色后再進(jìn)行組裝,組裝原則按照拼接原則留連接結(jié)構(gòu)和間隙。


8. ???交付原則

交付周期:SLA工藝一般48-72小時(shí),魔猴網(wǎng)有“當(dāng)天件”可選,緊急件可選擇當(dāng)天打印,當(dāng)天發(fā)貨

平均精度:±0.1mm(L<100mm),±0.1%(L>100mm);

最大單體成型尺寸:600*600*400(mm);

表面:未經(jīng)打磨處理的產(chǎn)品表面可能會(huì)存在層紋,層紋可以被打磨處理掉,適合打磨、噴砂、噴涂、染色、絲印、電鍍多種表面處理工藝。