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树脂光固化成型 (SLA)3D打印技术概述

本文总结了有关树脂光固化成型 (SLA)的所有必要信息:其工作原理、兼容的材料,以及其作为一种3D打印技术的优点和局限。

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3D打印技术,可以生产出极其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。

树脂光固化成型的工作原理是什么?

树脂光固化成型(SLA)打印机由四个主要部分组成:

  • 一个装满液态树脂的槽,通常是透明的液态塑料
  • 一个浸在树脂槽中的穿孔平台,可以根据打印过程沿Z轴方向上下移动
  • 一个高功率紫外线激光器
  • 一个控制平台和紫外线激光器运动的计算机控制单元
SLA 3D Printing process
图片来源:Semantic scholar

CAD数据输入系统后,树脂光固化成型打印过程遵循以下步骤:

  • 步骤 1 – 紫外线激光器将首层打印在光敏树脂中。激光照射的地方,光敏液体会固化成固体。激光根据设计移动到相应的坐标位置。
  • 步骤 2 完成第一层后,根据层厚(约0.1毫米),平台上升并允许额外的树脂流动到已打印部分的下方。然后激光固化下一层,重复这个过程直到整个部件完成。未被激光触及的树脂保留下来可重新使用。
  • 步骤 3 – 完成部件打印后,平台从树脂槽中升起,多余的树脂流出。在整个过程结束时,从平台上取下模型,用酒精清洗掉多余的树脂,然后放入紫外线干燥箱进行最终固化。后处理固化能够使物体达到最高强度并更加稳定。
  • 步骤 4 – 在后处理过程中移除支撑结构。

3D打印材料

在树脂光固化成型(SLA)中,择幂科技提供广泛使用的材料包括:

  • 刚性塑料: 例如 ABS SL 7820, PC – 比如耐热半透明材料、Xtreme聚丙烯等…
  • 硅橡胶: 如真硅橡胶

树脂光固化成型的优点

树脂光固化成型(SLA)是原型设计和高分辨率工业级应用中最可靠和精确的3D打印方法之一。它具有一系列优势,使其独具特色。

树脂光固化成型(SLA)提供精细的细节和高精度

树脂光固化成型打印的层厚非常薄(0.05到0.10毫米),通过极细的激光束,能够实现微小而复杂的特征,并且呈现非常逼真的表面效果。同时,树脂光固化成型(SLA)还能够制造高清晰度的小部件,以及长达两米的大型部件,保持高精度和严格的公差要求。

择幂科技打印的SLA部件

树脂光固化成型适合复杂设计

尽管树脂光固化成型(SLA)需要使用支撑结构,但由于使用树脂,它非常适合复杂设计,这与其它技术如激光烧结成型(SLS)惠普尼龙多流射熔融成型(MJF)使用粉末不同。树脂的使用使得设计更具流动性,有助于实现复杂的内部结构特征。

树脂光固化成型(SLA)部件具有光滑的表面处理

由于树脂光固化成型(SLA)使用树脂材料,其表面处理像玻璃般光滑,可以取代由惠普尼龙多流射熔融成型(MJF)或激光烧结成型(SLS)制造的普通原型。由于其顶级表面处理和高清晰度,外部和内部细节都能清晰可见。对于一般概览而言,它也是功能原型不错的选择。

表面处理比较: FDM (左), SLA (中), MJF (右)

SLA不会产生废料

制作部件后排出的热固性树脂可以再次使用,不产生任何浪费。树脂光固化成型(SLA)产生的材料废料非常少,这也是选择树脂光固化成型(SLA)作为3D打印项目更便宜选项的关键因素之一。

SLA 部件符合食品级和生物兼容性要求

真硅橡胶这样的树脂在树脂光固化成型中使用,具有生物兼容性,是树脂光固化成型(SLA)的主要优势之一。而其他技术如惠普尼龙多流射熔融成型(MJF)则没有食品级或生物兼容材料可供打印,这使得树脂光固化成型(SLA)成为打印医疗植入物或食品容器的最佳技术之一。

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树脂光固化成型的局限

树脂光固化成型(SLA)可打印的兼容材料选择有限

热塑性材料熔融沉积成型(FDM)相比,树脂光固化成型(SLA)打印的材料选择并不广泛。即使使用树脂,树脂光固化成型(SLA)也只能使用热固性树脂,这使得该技术在构建材料选择方面非常有限。

树脂光固化成型价格昂贵

与其更便宜的替代方式如惠普尼龙多流射熔融成型(MJF)和热塑性材料熔融沉积成型(FDM)相比,树脂光固化成型的成本更高,这主要是由于更昂贵的光化学过程和材料造成的。

SLA 材料机械性能较低

大多数标准树脂适用于精细、详细的结构,主要用于展示用途,如原型。树脂光固化成型(SLA)树脂在强度和机械性能上无法与PC、尼龙、PETG或其他耐用的FDM材料相比。因此,不建议将其用于强应力操作或循环载荷下的应用。

SLA 产量较低

SLA 3D打印树脂的成本通常更高,每单位树脂生产的部件数量比使用FDM 3D打印线材卷或MJF粉末少。与FDM 3D打印机相比,SLA打印机通常具有较小的建构体积。由于时间和成本方面的原因,SLA不建议用于批量生产。

择幂科技的SLA 3D 打印服务

择幂科技提供提供在线树脂光固化成型(SLA)服务,适用于按需的原型和大批量生产项目3D打印项目。凭借全球超过10,000个合作伙伴的网络,择幂科技能够在最多3天内交付SLA 3D打印部件。您可以将CAD文件上传至择幂科技即时报价引擎,即可获得即时报价,即可获得SLA 3D打印多种制造选项的即时报价。

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