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從設計到打印全面解析SLA 3D打印技術
文章導讀:
SLA作為3D打印成型方式的一種,因其材料多樣化,價格便宜,已被大眾所接受,在眾多領域得到廣泛的應用,今天,小編就帶大家一起了解一下什么是SLA工藝及SLA工藝對產品設計的要求及工藝原則有哪些?
1. 工藝概述
SLA全稱立體光固化成型,是用特定波長與強度的紫外光照射液態光敏樹脂發生聚合反應,來逐層固化并生成三維實體的成型方式。
2. 工藝原理
SLA利用紫外線照射液體光敏樹脂使其固化,加工過程中平臺會逐層沉入樹脂槽,樹脂槽中盛滿液態樹脂,紫外光在偏轉振鏡的作用下照射在液面上,按截面輪廓信息掃描,光點經過的地方,受照射的液體就會固化,一次平面掃描便加工出一個與分層平面圖形相對應的層面,并與前一層已固化部分牢固地粘接起來,如此反復直至整個工件完成。
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品。SLA工藝對于懸壁部位需要添加支撐,產品和支撐為同一材質,對于彩色模型,還需后期上色處理。
3. 工藝優勢
(1)精度高、表面光滑、可制作大尺寸產品;
(2)剛性較好、銳角極好、收縮小;
(3)表面細節極佳,極具質感,制作速度較快;
(4)樹脂種類繁多(白色,半透明、全透明、高韌性等)以滿足各種性能需求。
4. 應用范圍
(1)快速加工高精度、高表面質量、多細節手板樣件,可用于汽車模具,醫療生物,消費電子、游戲動漫、建筑設計、雕塑造型、家居裝飾等領域概念模型、一般部件、外觀驗證、裝配校核,某些情況下可用于功能測試。
(2)針對特殊要求有相應的特性材料,比如耐熱樹脂、全透明樹脂。
5. 設計規范
在《3D打印數據模型之經驗分享》中提到過現實中沒有厚度的東西是不存在的,所以在設計時應注意模型的細節結構,SLA工藝細節結構要求一般為:
(1)最小細節壁厚:0.6mm(大面積薄片厚度要大于2mm);
(2)最小獨立柱子直徑: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;
6.設計原則
(1)抽殼壁厚原則
對于比較厚重的模型,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,對于大面模型抽殼后建議添加加強筋,這樣可以大大減少模型的變形程度,當然這也要根據模型的結構具體分析,SLA 工藝的的最小抽殼壁厚要求和整體尺寸有關系,隨著產品尺寸的增加而壁厚應相應加大。對于小尺寸件(≤200mm)、中等尺寸件(200-400mm),建議最小壁厚為2mm。對于大尺寸件(≥400),建議最小壁厚大于3mm。
(2)35°設計原則
前面提到過SLA工藝對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,模型設計時可以將懸壁與底面的角度設計成大于35°,適當時添加圓角,都可以減少支撐,保證模型尺寸和表面質量。
(3)0.35mm凸凹細節原則
對于下凹的文字或表面細節,一般建議線條寬度至少為0.35mm,深度為0.35 mm,對于凸起的文字或表面細節,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獨立的殼體,對于容易拆卸的裝配體,我們選擇拆開打印,這樣就不會影響各個零件的自由擺放,不會影響產品的最佳表面質量,一般建議裝配間隙>0.3mm。
但是對于一些一體打印的可活動模型,有的零件沒法拆卸,當然也可以打印,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。
有時候為了打印方便,還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你的零件不會丟失,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
模型擺放對產品表面質量和強度有很大影響,一般建議工件復雜特征面朝上,有弧面的工件水平擺放的臺階紋理非常明顯,類似等高地形圖,一般建議與平臺底面成45°角或直立擺放,長形工件與刮刀一般垂直或斜45°擺放。
(2)超大件拼接原則
對于超出打印平臺尺寸的超大件,可以采用拼接的方法,一般建議拼接間隙>0.3mm。拼接時可以添加三角形、長方形、鋸齒、凸臺和銷型進行定位連接,采用AB膠水進行粘接。
(3)工藝孔原則
為了保證抽殼后的模型內腔的液態樹脂順利流出來,以減輕模型重量,降低模型制作成本,應在模型非重要面開孔,開孔孔徑與模型開孔面的大小有關,但一般建議最小孔徑為3mm,最大為30mm,具體要根據模型大小和具體結構進行設計,后處理結束后可以把工藝孔堵起來,可以用槽口進行定位,再經過適量的打磨就可以了。
(4)上色件原則
對于簡單上色件,可以采用一體化打印再上色就可以了,對于復雜上色件,應根據上色的要求將上色模型拆開,上完顏色后再進行組裝,組裝原則按照拼接原則留連接結構和間隙。
8. 交付原則
交付周期:SLA工藝一般48-72小時,緊急情況可在36小時內交付;
平均精度:±0.1mm(L
最大單體成型尺寸:600*600*400(mm);
表面:未經打磨處理的產品表面可能會存在層紋,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。