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树脂光固化成型(SLA)3D打印:桌面型对比工业型

本文旨在比较树脂光固化成型(SLA)3D打印的主要领域,即消费级和工业级。

树脂光固化成型(SLA)属于3D打印的光固化类别,利用光固化热固性树脂来制造部件。它是一种强大的增材制造技术,能够生产极为精确和高分辨率的部件,可直接用于最终产品、低体积生产或快速原型制作。树脂光固化成型(SLA)的主要优势在于能够制造表面光滑的成品部件,并且减少材料的浪费。

如今,树脂光固化成型(SLA)工艺可以在消费级和工业级3D打印的各种领域和应用中使用。

光固化3D打印机创建小细节和液体滴

桌面型3D打印

桌面型3D打印或消费级树脂光固化成型(SLA)打印面向爱好者和小型制造商,提供小型3D打印机。其构建尺寸较小,价格并不昂贵。这使得消费者或爱好者能够对其CAD设计进行实验,并打印出具有良好细节的原型。

特点

  • 价格: 打印机的价格从300欧元起步。与其它同样用于原型制作的热塑性材料熔融沉积成型(FDM)惠普尼龙多流射熔融成型(MJF)相比,树脂光固化成型(SLA)打印机价格较高,但能够提供良好的细节表现。
  • 构建体积: 消费级3D打印机设计主要用于生产小部件和小批量产品。因此,它们被称为工业级对应产品的迷你版本。平均打印尺寸为中等大小,通常为145 x 145 x 175毫米。
  • 材料:尽管打印机体积较小,但其材料选择广泛,包括用于制作透明、坚固、牙科使用和柔性件的树脂。桌面3D打印最常见的材料包括类聚碳酸酯(PC)、类丙烯腈·丁二烯·苯乙烯(ABS)和弹性聚氨酯(EPU)的树脂。市场上还有许多价格便宜的材料,每500毫升约15欧元。
  • 分辨率:桌面3D打印机的通常分辨率在价格范围内表现优秀,层厚约为25-200微米。然而,重复使用后有时会有所不足。
  • 重量: 桌面树脂光固化成型(SLA)打印机重量小于10公斤,非常便携。

应用

一般来说,桌面树脂光固化成型(SLA)3D打印机的性能和效率不足以用于工业应用中的快速原型制作。然而,它们能够生产一些部件,这些部件可以用作牙科植入物、柔性件、可铸造部件以及坚固部件。与工业级树脂光固化成型(SLA)相比,桌面树脂光固化成型(SLA)的分辨率较低,因此需要进行后处理,对于复杂的设计,完成部件所需的总时间可能需要数小时。

在构建尺寸和时间方面的限制意味着消费级3D打印机最适合在家庭中使用。

上下颌牙桥通过光固化3D打印机打印出来

局限

  • 打印体积小:桌面3D打印机的打印体积很少能够超过150 x 150 x 150毫米,这限制了其应用范围,仅适用于打印小型物体。
  • 低重复性:桌面3D打印机通常具有高分辨率,与工业打印机几乎相同,但重复使用无法达到相同的分辨率。
  • 材料选择少:消费级3D打印机只能使用少量树脂材料进行打印。
  • 打印速度慢:打印速度慢和频繁的打印错误是3D打印广泛应用的主要挑战。
  • 精度低:尽管每一代桌面树脂光固化成型(SLA)3D打印机的精度在逐渐提高,但与专业3D打印机相比仍然较低。这限制了可打印物体的复杂性。

工业级3D打印

工业级3D打印(也称为“专业3D打印”)是消费级3D打印的工业级对应产品。工业级树脂光固化成型(SLA)打印机在打印尺寸和打印部件的精度方面表现出色。

特点 

  • 价格:专业树脂光固化成型(SLA)3D打印机用于许多工业级和医疗级部件的打印。它们必须能够高效且精准地打印大型组件,因此价格昂贵。打印材料也很昂贵,这使得使用工业3D打印的任何项目至少比消费级打印贵10倍。
  • 构建体积: 打印体积是专业3D打印机的一个重要考虑因素,因为它决定了可以一次打印的最大部件。工业级打印机可以轻松打印大型组件。打印尺寸非常大,根据打印机的不同,尺寸可能达到2100 x 800 x 700毫米。
  • 材料:工业级树脂光固化成型(SLA)打印机可以打印更多种类的材料。大多数制造商都有自己专门开发的专利材料组合。广泛的可用材料范围意味着终端用户可以选择符合其打印要求的材料。它支持桌面树脂光固化成型(SLA)所支持的所有材料以及许多额外材料,如真硅树脂和工业级树脂。
  • 分辨率: 分辨率通常指打印层的最小厚度。对于专业应用来说,这是一个关键要求。专业打印机可以在50-100微米的分辨率下打印。高端生产级打印机甚至可以打印厚度仅为25微米的层。

应用

工业级树脂光固化成型(SLA)是那些对精度和最平滑表面处理有最高要求的应用的首选。其大打印体积也能够制造大型机器组件。以下是一些常见的工业级树脂光固化成型(SLA)应用:

常规应用

  • 用于美学和概念验证的CAD验证模型
  • 风洞分析模型
  • 用于形状和匹配测试的功能原型
  • 透明零件
  • 复杂组件
  • 批量生产零件
  • 大规模定制
SLA printed part with complex design
通过树脂光固化成型(SLA)3D打印的透明零件

工具和模型

  • 注塑工具、模具和模件
  • 投资铸造模型
  • 组装治具和夹具(定制)
  • 真空铸造主模

医疗和生物相容材料

  • 外科工具/导管
  • 牙科器械
  • 助听器
  • 食品级产品

局限

打印昂贵

打印昂贵主要是由于高昂的设备成本和昂贵的构建材料造成的。还有其它像激光烧结成型(SLS)这样几乎处于同样价格水平的工艺,同时也提供不同的材料选择。

3D printed parts via SLA
使用优质的工业级打印机,可以重复打印相同的部件

桌面型和工业型树脂光固化成型(SLA)之间的主要差异

工业级打印机的主要优势在于其精度和公差控制。优质的工业级打印机可以重复打印相同的部件,并且每次都能达到相同的结果。这是企业愿意斥巨资购买专业树脂光固化成型(SLA)打印机的主要原因,因为它们希望设备稳定可靠、保持一致性。

相比之下,桌面级打印机可能提供较高的分辨率,但是其打印结果不稳定。不能指望它能够像最初几次打印那样具有相似的特性。

结语

表格简要总结了两种类型的打印机

桌面型3D打印工业型3D打印
打印机价格€€€€
构建体积145 X 145 x 175 毫米2100 x 800 x 700 毫米
分辨率约25-200微米约25-100微米
速度中等
精度中等

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