前面小編給大家分享了3D打印機光固化成型技術(SLA)的原理,應用范圍以及3D打印機光固化成型技術(SLA)的優(yōu)優(yōu)勢,有粉絲說還是不怎理解,今天哈工三維小編我就以圖文的形式來給大家具體的講解下3D打印機光固化成型技術(SLA)。

大型SLA光固化3D打印機
3D打印機光固化成型技術(SLA)簡介
SLA技術,全稱為立體光固化成型法(Stereo lithography Appearance),是用激光聚焦到光固化材料表面,使之由點到線,由線到面順序凝固,周而復始,這樣層層疊加構成一個三維實體。SLA是最早實現商業(yè)化、實用化的3d打印技術,也是3D打印的第一項專利技術,SLA立體光固化成型法最早于20世紀70年代末到80年代初期,經過多年的發(fā)展,SLA光固化3D打印技術也是目前最成熟的技術。
SLA 技術原理
光固化成型技術(SLA)是基于液態(tài)光敏樹脂的聚合原理進行工作的,采用紫外光或激光作為光源,并將激光束匯聚成0.1mm左右的光斑。依靠反光振鏡的運動,引導激光束在XY平面掃描。液態(tài)樹脂在光照射下迅速發(fā)生光聚合反應并從液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)(即使用光聚合物通過紫外線照射來固化)。

SLA 技術原理解析圖
3D打印機光固化成型技術(SLA)制作產品模型流程
3D打印機光固化成型技術(SLA)制作產品模型一般可分為前處理、成型制作、清理和后固化處理四個階段:
(1)前處理階段:主要內容是圍繞打印模型的數據準備工作,具體包括將CAD設計模型轉化為STL文件格式、確定擺放方位、施加支撐和切片分層等步驟。
(2)光固化成型階段:光敏對脂原材料的溫度達到預設的合理溫度后,機器在成型室里鋪上一層液態(tài)光敏樹脂,通過刮板掃平后,由紫外光照射進成型室并將之固化。隨后,陳放液態(tài)光敏樹脂的升降式工作臺將下降幾分之一毫米,鋪上新的液態(tài)光敏樹脂。刮板繼續(xù)掃平新鋪的液態(tài)光敏樹脂層,紫外光會透過新液態(tài)光敏樹脂層將其與前一層液態(tài)光敏樹脂固化在一起。此過程將一直持續(xù),直到3D物體打印完成。
(3)清洗階段:清洗模型主要是去除多余的液態(tài)樹脂,去除并修整原型的支撐結構,以及打磨逐層固化形成的臺階紋理。
(4)后固化階段:將清洗后的模型放入紫外線箱照射,進行最終固化,再經打光、電鍍、噴漆或著色處理即得到要求的產品。

SLA光固化3D打印機打樣出的成品
3D打印機光固化成型技術(SLA)優(yōu)勢與劣勢:
(1)優(yōu)勢: ①光固化成型法是最早出現的快速原型制造工藝,經過時間的檢驗,技術成熟度高。 ②由CAD數字模型直接制成原型,光敏反應過程便捷,成型速度快,產品生產周期短,無需切削工具與模具。 ③原型精度高,可以加工結構外形復雜或使用傳統(tǒng)手段難于成型的原型和模具。 ④表面質量較好,工件的最上層表面很光滑,側面可能有臺階不平及不同層面間的曲面不平。 ⑤使CAD數字模型直觀化,降低錯誤修復的成本。 ⑥為實驗提供試樣,可以對計算機仿真計算的結果進行驗證與校核。 ⑦可聯(lián)機操作,可遠程控制,系統(tǒng)一旦開始工作,構建零件的全過程完全自動運行,無需專人看管,利于生產的自動化。
(2)劣勢: ①SLA技術設備造價比較高,使用和維護成本也會提升。 ②SLA技術類型的3D打印機所使用的光敏樹脂具有一定的化學成分,操作人員在使用時必須具備防護措施,對工作環(huán)境要求苛刻。 ③成型件多為光敏樹脂類,強度、剛度、耐熱性有限,且對環(huán)境有污染,不能與真正的制成品相比,不利于長時間保存。 ④核心技術被少數公司壟斷,技術和市場潛力未被全部挖掘。 ⑤預處理軟件與驅動軟件運算量大,與加工效果關聯(lián)性太高。 ⑥軟件系統(tǒng)操作復雜,入門困難。

SLA技術光固化成型圖
3D打印機光固化成型技術(SLA)應用行業(yè)
在當前應用較多的幾種快速成型工藝方法中,光固化成型由于具有成型過程自動化程度高、制作原型表面質量好、尺寸精度高以及能夠實現比較精細的尺寸成型等特點而廣泛應用于航空、汽車、電器、消費品以及醫(yī)療等行業(yè)。
(1)SLA技術在航空航天領域的應用: 在航空航天領域,SLA模型可直接用于風洞試驗,進行可制造性、可裝配性檢驗。 利用光固化成型技術可以制作出多種彈體外殼,裝上傳感器后便可直接進行風洞試驗。通過這樣的方法避免了制作復雜曲面模的成本和時間,從而可以更快地從多種設計方案中篩選出最優(yōu)的整流方案,在整個開發(fā)過程中大大縮短了驗證周期和開發(fā)成本。
(2)SLA技術在鞋業(yè)領域的應用:在鞋業(yè)制作領域,3D打印機光固化成型技術(SLA)使鞋類產品的個性化設計與小批量生產成為可能,使生產流程更加簡短和靈活。傳統(tǒng)的鞋業(yè)設計制造,多種復雜的工藝流程,而且無法滿足多孔網格復雜結構。所以很多鞋業(yè)大佬都瞄準了3D打印行業(yè)所帶來的價值紛紛引入3D打印設備進行研發(fā)生產3D打印鞋項目,3D打印鞋還有很多的優(yōu)勢具體的大家可以去看看小編上次分享的:3D打印在制鞋領域有那些優(yōu)勢?
(3)SLA技術在其他制造領域的應用: 光固化快速成型技術除了在航空航天領域有較為重要的應用之外,在汽車領域、模具制造、電器和鑄造領域等其他制造領域的應用也非常重要且廣泛。 以汽車制造為例:現代汽車生產的特點就是產品的多型號、短周期。為了滿足不同的生產需求,就需要不斷地改型。對于形狀、結構十分復雜的零件,可以用光固化成型技術制作零件原型,以驗證設計人員的設計思想,并利用零件原型做功能性和裝配性檢驗。 光固化成型技術在汽車行業(yè)還可以與逆向工程技術、快速模具制造技術相結合,用于汽車車身設計、前后保險桿總成試制、內飾門板等結構樣件、功能樣件試制、賽車零件制作等。
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