詳細講解3D打印技術(shù)-sla立體光固化成型技術(shù)
sla指的是3D打印成型的一種方式，因其材料多樣化，價格便宜，已被大眾所接受，并得到了廣泛的應(yīng)用。sla立體光固化成型技術(shù)具有成型精度高、質(zhì)量好的優(yōu)點，所以在3D打印領(lǐng)域內(nèi)享有較高的聲譽，也被稱為“最成熟的3D打印技術(shù)”。下面哈工三維3D打印機廠家通過slad的結(jié)構(gòu)、工作原理、sla打印機應(yīng)用范圍、sla打印機的優(yōu)勢等方面來講解sla立體光固化成型技術(shù)。
什么是SLA？
SLA是一種增材制造工藝，模型是通過使用紫外(UV)激光束選擇性地一層一層地固化聚合樹脂而成。SLA中使用的材料是液體光敏熱固性聚合物。作為第一項3D打印技術(shù)，SLA成名很早，其發(fā)明者早在1986年就為這項技術(shù)申請了專利。如果模型需要高精度或光滑表面，SLA是極具性價比的3D打印技術(shù)。
SLA的工作原理
液槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，紫外激光器發(fā)出的紫外激光束在控制系統(tǒng)的控制下按零件的各分層截面信息在光敏樹脂表面進行逐點掃描，使被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化，形成零件的一個薄層。
一層固化完畢后，工作臺下移一個層厚的距離，以使在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，刮板將粘度較大的樹脂液面刮平，然后進行下一層的掃描加工，新固化的一層牢固地粘結(jié)在前一層上，如此重復(fù)直至整個零件制造完畢，得到一個三維實體原型。
SLA打印機的應(yīng)用范圍
鑒于SLA 3D打印技術(shù)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(zhì)量、多細節(jié)手板樣件，還可用于汽車模具，醫(yī)療生物，軍工、鞋業(yè)、文創(chuàng)、教育科研、航天航空、消費電子、游戲動漫、建筑設(shè)計、雕塑造型、家居裝飾等領(lǐng)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(yīng)的特性材料，例如耐熱、全透明等。
SLA打印機的優(yōu)勢
1、光固化成型法是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝，成熟度高，經(jīng)過時間的檢驗。2、由CAD數(shù)字模型直接制成原型，加工速度快，產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，無需切削工具與模具。3、可以加工結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜或使用傳統(tǒng)手段難于成型的原型和模具。4、使CAD數(shù)字模型直觀化，降低錯誤修復(fù)的成本。5、為實驗提供試樣，可以對計算機仿真計算的結(jié)果進行驗證與校核。6、可聯(lián)機操作，可遠程控制，利于生產(chǎn)的自動化。
影響SLA打印速度的九大因素
1、工件擺向和形狀:工件在打印時的擺向?qū)Υ蛴∷俣鹊挠绊懞艽?，卻常常被忽略，僅僅是將工件的擺向轉(zhuǎn)個不同的角度，或者翻轉(zhuǎn)180°就可以大大縮短一個復(fù)雜的成型所需的時間，這與刮刀的移動有關(guān)。當(dāng)一層固化完成后，刮刀需要掃過剛固化的部分，以確保樹脂材料均勻覆蓋、料池完全水平，這個過程是緩慢的，比固化單層還要慢得多。刮刀之所以移動緩慢是為了降低對樹脂材料的擾動，刮刀完成這一過程后，需要等待一小段時間，讓樹脂材料中的小波動消失。如果能縮短這一步驟所需的時間，那么就能在整體上節(jié)約很多時間，這就是工件擺向發(fā)揮作用的地方。對于大部分材料都分布在同一邊的工件，將這一邊擺放得最靠近刮刀的起始位置是重要的，這樣就能縮短刮刀每次的移動距離。2、刮刀的涂鋪速度:如上所述，涂鋪刮刀的慢速移動大大延長了整個打印過程。除了明智地擺放工件，將刮刀的移動距離最小化，還可以調(diào)整刮刀的移動速度，但是在提高刮刀速度時要特別小心，刮刀移動速度越快，對樹脂表面造成波動的可能性就越高，這不僅會影響工件的打印質(zhì)量，在一些情況下確實還可能降低打印速度。如果設(shè)備安裝了樹脂傳感器，那么樹脂表面的波動就能被監(jiān)測到，設(shè)備就會等待波動消失才進行下一次掃描，這就抵消了加快刮刀移動速度所帶來的優(yōu)勢。3、層厚:層厚對打印速度的影響是直接的。某個成型的層厚越小，需要打印的層數(shù)就越多，打印的時間也相應(yīng)的延長。當(dāng)然，由于Z軸分辨率的提高，人們希望打印層數(shù)也能更多。我們常常忽略的因素之一是如果打印時采用相對較高的層厚，雖然可以在打印階段節(jié)省很多時間，但是工件的隆起效果也會加重，隆起通常需要在后處理階段進行處理，所以在打印時通過打印更少的層數(shù)節(jié)省的時間，就被額外的打磨和拋光占用了。4、掃描速度：你可能會認為掃描速度（固化樹脂層時的激光速度）是影響打印速度的主要因素之一，但是實際上它的影響很小。逐層掃描需要的時間比打印流程中的其它部分，如涂鋪，需要的時間短多了，所以提高每層的掃描速度只能節(jié)約很短的時間。當(dāng)然，如果成型時間長，那么節(jié)約的時間可以積少成多，尤其是在每層的樹脂量很大的情況下，但是我們也無法通過不斷提高掃描速度以加速工件打印。因為如果激光掃描速度太快，樹脂的固化時間就不足，所以掃描速度通常是受其它因素制約的。5、掃描間距：掃描間距是SLA打印中關(guān)鍵的參數(shù)之一。掃描間距指的是每個激光掃描光斑之間的距離，光束的光斑距離越近，需要的光斑也更多，打印的時間就更長。較寬的掃描間距雖然可以縮短打印時間，但是和層厚的情況類似，會造成邊緣粗糙，加大后處理工作量，這點一定要牢記在心。在一些情況下，雖然打印時間縮短，但是整個交貨期卻延長了，對于對精度要求不高的工件來說，加寬掃描間距是加快成型的好辦法。6、材料：打印所使用的樹脂材料的性質(zhì)對于打印速度的影響也是非常大的。固化成柔韌材料的樹脂和固化成堅硬結(jié)實的材料的樹脂的固化速度是不同的，不同的固化速度影響著打印速度，固化時間更長的樹脂材料不適用于高掃描速度打印。因此，一些樹脂材料只能采用較慢的打印方式，而其他材料的打印速度可以快一些，且不會有不利影響。7、傳感器：每臺SLA打印機都有一個傳感器監(jiān)測料池中樹脂的液位和表面波動情況。波動是由于涂鋪刀片的移動產(chǎn)生的，有時環(huán)境也會使得表面產(chǎn)生波動。為了實現(xiàn)精度最大化，可以將傳感器設(shè)置為高度敏感，并延遲下次掃描，直到料池中的所有波動都完全消失。當(dāng)然，這種保守的方法意味著需要花費很多時間等待樹脂完全靜止不動。如果想要更快的打印速度，可以將傳感器設(shè)置得更寬松一些，允許一些最微小的波動，使得打印進程得以加快。在調(diào)節(jié)傳感器時，一定要考慮到所使用的樹脂材料、涂鋪刮刀移動速度和周圍環(huán)境。在頻繁震動的建筑中打印工件可能會大大降低成型速度。8、振鏡質(zhì)量：振鏡是SLA打印中關(guān)鍵的元件之一，是激光器控制的核心部分。你可能會認為這對打印速度的影響大，但是事實上打印速度是受上述的一些其它因素制約的。高質(zhì)量的振鏡可能可以達到高掃描速度，但是由于樹脂材料和實際固化過程的限制，這樣的高速掃描通常無法使用。雖然振鏡的質(zhì)量不能說是對速度毫無影響，但是對精度和耐用性的影響比對速度的影響大。畢竟，超高的精準(zhǔn)度可以讓我們在設(shè)置上更靈活以達到速度和精度二者的效率最大化。9、成型空間的利用：工業(yè)級SLA打印機相較于桌面級SLA打印機的優(yōu)勢之一是工業(yè)級SLA打印機可以在一個成型空間中打印多個工件，其依靠的是正面朝上的打印方向和更寬更深的樹脂料池。最大化地利用料池的所有空間是加快批量工件打印速度的方式之一。利用一個成型室同時打印16個工件比設(shè)備運行兩次，每次打印8個工件好得多。有時需要一定程度上的重新擺放，但是從長遠來看，讓工件的擺放更好地適合成型室的空間通常能節(jié)約時間。雖然在成型掃描階段無法節(jié)約時間（需要固化的材料的數(shù)量相同），但是減少成型次數(shù)能大大減少刮刀的涂鋪次數(shù)和整批的總層數(shù)。由于刮刀的涂鋪和Z軸的移動是打印流程中最慢的一部分，所以減少這些次數(shù)能在很大的程度上節(jié)約整體打印時間。在3D打印領(lǐng)域，哈工三維通過對技術(shù)的不斷創(chuàng)新和對細節(jié)的把控，精益求精，不斷滿足并超越用戶的期待，從而受到了越來越多的關(guān)注！哈工三維的愿景是成為行業(yè)內(nèi)有影響力的3D打印公司，也將朝著這個目標(biāo)不斷努力、不斷前行！
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