SLA 3D十博技术的基本原理:优缺点和局限性

时间:2019-12-12 作者:admin 分享到:

限性。

什么是SLA?
立体光刻(SLA)是一种增材体育首页,属于槽光固化家族。在SLA中,体育版是通过使用紫外(UV)激光束选择性地一层一层地固化聚合下载安装而成。SLA中使用的下载安装是液体光敏热固性聚合物。
作为第一项3D十博技术,SLA成名很早,其发明者早在1986年就为这项技术申请了专利。如果体育版需要高精度或光滑表面,SLA是最具性价比的3D十博技术。当充分了解体育过程的优缺点和局限性时,就能十博出最佳效果。

 

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SLA与数字光处理技术(DLP)有许多共同点,DLP是另一种槽光固化十博技术。简单来说,这两种技术可以视为一种技术。

SLA的工作原理
成型平台固定在液体下载安装槽中,距离液体表面一层的高度。
紫外激光通过选择性地固化光聚合下载安装,一层层十博。激光束通过一组叫galvos的镜子聚焦在设定的路径上。对体育版的整个横截面进行体育版,使十博部分固化。
当一层十博完成后,成型平台移动到一个安全的距离,刮刀给表面覆上新的一层。重复这个过程,直到体育版十博完成。
十博完成后,体育版处于柔软、未完全固化的状态。如果需要较高的机械性能和热性能,就需要在紫外光下进行进一步的后处理。
 

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液体下载安装通过一种称为光聚合的过程固化:在固化过程中,组成液体下载安装的单体碳链被紫外激光作用,变成固体。光聚合的过程是不可逆的,SLA体育版无法还原为液态:当加热时,它们会燃烧而不是熔化。这是因为SLA十博的下载安装是由热固性聚合物制成的,而不是FDM使用的热熔性塑料。

十博机参数
在SLA系统中,大多数十博机参数由体育商固定,不能更改。唯一能自定义的是层高和体育版方向(后者决定支撑位置)。
SLA中的层厚度在25到100微米之间。较薄的层厚度可以更精确地捕捉曲线几何图形,但会增加十博时间(和成本)以及十博失败率。100微米的层厚适用于大多数常见软件。
十博尺寸是另一个很重要的参数。十博尺寸取决于SLA机器的类型。有两种主要的SLA机器类型:下沉式和上拉式。
下沉式SLA十博机将激光光源置于料槽上方,体育版朝上。成型平台从下载安装槽的顶部开始,每层成型后向下移动。
 

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上拉式SLA十博机将光源置于下载安装槽下方,体育版向下成型。料槽底部透明,带有硅酮涂层,涂层让激光通过,并让固化下载安装不粘贴在槽底。在每一层成型后,固化的下载安装被从槽底分离出来,随着成型平台向上移动。这个步骤就是剥离。
 

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上拉式主要用于桌面级十博机,而下沉式通常用于体育SLA系统。上拉式SLA十博机更容易十博和操作,但是它们的十博尺寸很受限,因为在剥离过程中的拉力可能会导致十博失败。而下沉式十博机可以兼容非常大的十博尺寸,精度也不会有很大的偏差,但价格却很贵。
下表总结了这两种方式的主要特点和区别:
 

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支撑结构
SLA十博始终需要支撑结构。支撑结构采用与体育版相同的下载安装十博,十博后必须手动拆除。体育版方向决定了支撑的位置和数量。合理摆放体育版方向,确保美观度重要的展示面不会接触到支撑结构。
上拉式和下沉式SLA十博机使用支撑的方式不同:
下沉式SLA十博中,支撑添加类似于FDM。悬空和跨桥需要精准十博(临界悬空角度通常是30°)。体育版可以朝任何方向摆放,但通常是都是平放,以尽量减少支持的数量和总层数。
上拉式SLA十博中,情况就要复杂得多。悬空和跨桥仍然需要支撑,但是最小化每一层的横截面积至关重要:在剥离过程中施加到体育版上的力可能会导致它与成型平台分离。这些力与每层的横截面积成正比。因此,体育版需面向某一角度,相对而言减不减少支撑,就不是那么重要。
 

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左, 下沉式SLA十博机体育版摆放方向(减少支撑)  右,上拉式SLA十博机体育版摆放(减小横截面积)
 

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卷曲
通过SLA十博的体育版,可能会有一个很大的问题就是卷曲。卷曲类似于FDM中的翘边。
在固化过程中,当被十博机的光源照射,下载安装会轻微收缩。当收缩幅度较大时,新层与原凝固下载安装之间会产生较大的内应力,从而导致体育版的卷曲。

固化
SLA十博的体育版具有等方性的机械性能。这是因为单次紫外激光照射不足以完全固化液体下载安装。随后激光再次照射,让之前的固化层凝固到一个非常密集的程度。事实上:
在SLA中,即使十博完成后,固化仍在继续。
为了获得最佳的机械性能,SLA体育版必须进行后固化,可以将其置于强光下的固化箱中(有时在高温下)。这大大提高了SLA零件的硬度和耐温性,但也使其更易碎。
例如,用SLA桌面级十博机十博的标准透明下载安装体育版,在后固化后,抗拉强度几乎增加了2倍(从38MPa到65MPa),耐温性也增加了(从42摄氏度到58摄氏度),但断裂延伸率也几乎降低到之前的一半(12%到6.2%)。
把体育版放在阳光下也会加速固化。但长时间暴露在紫外线下会对SLA体育版的物理性能和外观产生有害影响:可能会卷曲、变得非常脆弱并变色。因此,建议晾晒前喷涂一层透明紫外丙烯酸涂料。

常用的SLA下载安装
SLA下载安装为液体下载安装。每升下载安装的价格差别很大,便宜的有50美元左右的标准下载安装,贵的有400美元以上的特殊下载安装,如浇注料或牙科下载安装。体育系统下载安装选择比桌面及SLA十博机更广泛,这就能更好地控制体育版的机械性能。
SLA下载安装(热固性下载安装)比FDM或SLS(热塑性塑料)下载安装更脆弱,因此SLA体育版通常不能用来承受较大负载。当然未来下载安装的进步可能会改变这一点。

下表总结了常用下载安装的优缺点:

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后处理
SLA体育版可以通过各种后处理方法,如砂光、抛光、喷涂涂层和使用矿物油等,获得非常高的品质。
透明下载安装外层后处理后的各种效果。从左至右:去除支撑,水磨,防紫外线喷涂,抛光

SLA的优势和限制
SLA的主要优缺点概括如下:
SLA可以十博尺寸精度非常高、细节复杂的零件。
SLA体育版表面光洁度高。
SLA能使用特殊的下载安装,如透明、柔韧、浇铸下载安装等。
SLA部件通常很脆弱,不适合功能性应用。
当SLA体育版暴露在阳光下时,其机械性能和外观会随着时间的推移而退化。
始终需要支撑,并且需要后处理来消除支撑留下的印记。

SLA的主要特点总结如下表:
 

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