光固化成型技術(shù)(SLA),是世界上最早出現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)商品化的一種快速成形技術(shù),也是研究最深入、應(yīng)用最廣泛的快速成形技術(shù)之一。其主要是使用光敏樹脂作為原材料,利用液態(tài)光敏樹脂在紫外激光束照射下會快速固化的特性。光敏樹脂一般為液態(tài),它在一定波長的紫外光(250 nm~400 nm)照射下立刻引起聚合反應(yīng),完成固化。SLA通過特定波長與強(qiáng)度的紫外光聚焦到光固化材料表面,使之由點(diǎn)到線、由線到面的順序凝固,從而完成一個層截面的繪制工作。
SLA工藝打印過程
一、控制打印網(wǎng)板下沉到樹脂液面下一定高度,使網(wǎng)板上覆蓋一層材料。
二、電腦控制激光器和振鏡,利用UV激光掃描當(dāng)前需打印的零件截面,把需要打印的部分材料從液體固化為固體。
三、掃描完成后,網(wǎng)板下沉一定高度,刮刀涂鋪一層材料(主要作用是刮平和大平面材料填充),重復(fù)以上步驟二直至打印完成。
四、打印完成后,取出打印產(chǎn)品,需要無水乙醇清洗和紫外光二次固化。
SLA工藝的特征
SLA的打印材料為液態(tài)樹脂,在固化過程中,組成液態(tài)樹脂的單體碳鏈會被UV激光激活并變?yōu)楣虘B(tài),從而在彼此之間形成牢固的不可破壞的鍵。光聚合過程是不可逆的,因此無法將SLA零件轉(zhuǎn)換回液態(tài),加熱時(shí)它們會燃燒而不是熔化。
SLA工藝中的打印層高在25到100微米之間。較低的層高度可以更準(zhǔn)確地捕獲彎曲的幾何形狀,但會增加構(gòu)建時(shí)間(和成本)以及打印失敗的可能性。100微米的層高適用于大多數(shù)常見應(yīng)用。
構(gòu)建面積是對設(shè)計(jì)師很重要的另一個參數(shù)。構(gòu)建大小取決于SLA機(jī)器的類型。我們鄭州3D打印公司的供應(yīng)鏈體系幾乎擁有市場上全部類型的SLA設(shè)備,構(gòu)建面積(打印尺寸)、打印材料實(shí)現(xiàn)全覆蓋。
SLA工藝的支撐結(jié)構(gòu)
SLA的打印工藝原理決定了打印過程中一定需要支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)使用與零件相同的材料打印,并且在打印后需要手動移除。零件打印的方向決定了支撐的位置和數(shù)量。打印擺放是要對零件合理定向,使視覺關(guān)鍵表面不要與支撐結(jié)構(gòu)接觸。
自下而上和自上而下的SLA打印機(jī)使用支持的方式有所不同:在自上而下的SLA打印機(jī)中,需要使用支撐來精確打印懸垂和橋(臨界懸垂角通常為30 度)。零件可以在任何位置進(jìn)行定向,但不同的定向方式,會導(dǎo)致打印時(shí)間和產(chǎn)品質(zhì)量的不同,通常將它們打印成平坦的形狀,以最大程度地減少支撐量和總層數(shù)。
在自下向上的SLA打印機(jī)中,情況更加復(fù)雜。仍然需要支撐懸垂物和橋,但是最小化每層的橫截面積是最關(guān)鍵的考慮因素,在剝離步驟中施加到零件上的力可能導(dǎo)致零件從構(gòu)建平臺上脫離。這些力與每一層的橫截面積成正比,因此,零件以一定角度定向,減少支撐成為主要問題。
SLA工藝的優(yōu)點(diǎn)和局限性
主要優(yōu)點(diǎn):
(1)SLA可以生產(chǎn)尺寸精度很高且細(xì)節(jié)復(fù)雜的零件。
(2)SLA零件具有非常光滑的表面光潔度,使其成為視覺原型的理想選擇。
(3)可以使用特殊的SLA材料,例如透明,柔性和可澆鑄的樹脂。
主要缺點(diǎn):
(1)SLA零件通常很脆,不適合功能原型。
(2)當(dāng)零件暴露在陽光下時(shí),SLA零件的機(jī)械性能和視覺外觀會隨著時(shí)間的流逝而降低。
(對于以上兩個缺點(diǎn),一般情況可以根據(jù)產(chǎn)品的性能需求,選擇特種材料來實(shí)現(xiàn)打印,專業(yè)工程師會根據(jù)您的需求參數(shù),提供專業(yè)解決方案。)
(3)始終需要支撐結(jié)構(gòu),并且必須進(jìn)行后處理才能去除SLA零件上留下的視覺標(biāo)記。
(這個缺點(diǎn)是SLA工藝原理導(dǎo)致的,不可避免,但我們專業(yè)的工程師會結(jié)合產(chǎn)品的使用需求提供最優(yōu)的打印擺放定向和支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最大程度上的減小支撐帶來的影響。)
