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SLA光固化3D打印技术

2018-12-07

什么是SLA技术

   SLA是"Stereo Lithography Apparatus"的缩写,是世界上最早出现并实现商品化的一种快速成形(Rapid Prototyping, RP)技术,也是研究最深入、应用最广泛的快速成形技术之一。其工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理,专业翻译为“立体光固化成型法”。

  1. 通过CAD设计出三维实体模型,利用离散程序将模型进行切片处理,设计扫描路径,产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;

  2. 激光光束通过数控装置控制的扫描器,按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面,使表面特定区域内的一层树脂固化后,当一层加工完毕后,就生成零件的一个截面;

  3. 升降台下降一定距离,固化层上覆盖另一层液态树脂,再进行第二层扫描,第二固化层牢固地粘结在前一固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型;

  4. 将原型从树脂中取出后,进行最终固化,再经抛光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。


SLA的技术优势

光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过了长时间的检验。

  • 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具。

  • 可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具。

  • 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本。

  • 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核。

  • 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化。

  • 相比热熔型材料的3D打印成型工艺(如FDM),SLA成型精度高,表面平整。


技术缺陷:SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高。

  • SLA系统是要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻。

  • 成型件多为树脂类,强度、刚度和耐热性有限,不利于长时间保存。

  • 预处理软件与驱动软件运算量大,与加工效果关联性太高。

SLA 3D打印用途

  SLA 3D打印有打印形状广泛,成型速度快,精度高的特点, 应用的领域几乎包括了制造领域的各个行业,在医疗、人体工程、文物保护等行业也得到了越来越广泛的应用。
  目前主要是应用于新产品开发的设计验证和模拟样品的试制上,即完成从产品的概念设计→造型设计→结构设计→基本功能评估→模拟样件试制这段开发过程。对某些以塑料结构为主的产品还可以进行小批量试制,或进行一些物理方面的功能测试、装配验证、实际外观效果审视,甚至将产品小批量组装先行投放市场,达到投石问路的目的。
  快速成型技术的主要应用各行业的应用状况如下 :

  • 汽车、摩托车 : 外形及内饰件的设计、改型、装配试验,发动机、汽缸头试制。

  • 家电 : 各种家电产品的外形与结构设计,装配试验与功能验证,市场宣传,模具制造。

  • 通讯产品 : 产品外形与结构设计,装配试验,功能验证,模具制造。

  • 航空、航天 : 特殊零件的直接制造,叶轮、涡轮、叶片的试制,发动机的试制、装配试验。

  • 轻工业 : 各种产品的设计、验证、装配,市场宣传,玩具、鞋类模具的快速制造。

  • 医疗 : 医疗器械的设计、试产、试用, CT 扫描信息的实物化,手术模拟,人体骨关节的配制。

  • 国防 : 各种武器零部件的设计、装配、试制,特殊零件的直接制作,遥感信息的模型制作。

  • 精密铸造:在由于光固化快速成形设备使用的液态树脂是由碳、氢、氧等元素组成的高分子材料,在700℃以上的温度下,可以完全烧蚀,没有任何残留物质,对于失蜡法制造精密铸造模型来说,这是一个非常重要的性能。 目前在珠宝行业可代替人工雕蜡过程,可大大提高成型精度和效率。




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