Stereolitografi (SLA) 3D Printing Guide

Blandt de mange harpiks 3D -udskrivningsprocesser er stereolitografi (SLA) 3D -udskrivningsteknologi blevet den mest almindelige og populære på grund af dens fremragende ydelse. Det kan producere høj præcision, isotropiske, vandtætte prototyper og færdige dele for at imødekomme forskellige produktionsbehov.
De dele, der er produceret afSLA 3D -printere Ikke kun har en række avancerede materialegenskaber, der kan tilpasse sig brugskravene i forskellige scenarier; Dens fremragende overfladefinish gør produktteksturen delikat og udsøgt; Og dens fine funktionsdisplay kan nøjagtigt gendanne designdetaljerne og realisere konstruktionen af ​​komplekse strukturer. I denne detaljerede guide vil du have en dyb forståelse af driftsmekanismen forSLA -harpiks 3D -printere, Udforsk, hvorfor det er vidt brugt af tusinder af fagfolk i dag, og ved, hvordan SLA -printere kan integreres i din arbejdsgang for at give betydelige fordele til dit arbejde.



Indholdsfortegnelse
 

1. Hvad er SLA 3D -udskrivning?

1.1 Hvordan SLA 3D -teknologi fungerer

2. en kort historie om stereolitografi

3. Desktop SLA 3D -printere forstyrrer markedet

4. SLA 3D Printing Workflow
4.1Design -fase
4.2printstadium
4,3Post-forarbejdningsstadium

5. Hvorfor vælge SLA 3D -udskrivning?
5.1Hastighed og output
5.2Materiel alsidighed
5.3Nøjagtighed og præcision
5.4Fine funktioner og glat overfladefinish

6. Anvendelser af SLA 3D -udskrivningsteknologi

7. SLA 3D -udskrivningsmaterialer


1. Hvad er SLA 3D -udskrivning?

 

Stereolitografi (også kendt som momsfotopolymerisation eller harpiks 3D -udskrivning) er en additiv fremstillingsproces, der bruger en lyskilde til at helbrede flydende harpiks til hærdet plast. SLA 3D -udskrivning er den hurtigste med den højeste opløsning og nøjagtighed, de skarpeste detaljer og den glateste overfladefinish i hele 3D -udskrivningsteknologifeltet. Derudover har harpiks 3D -udskrivningsteknologi en anden enestående fordel - materiel mangfoldighed. Materielle producenter har udviklet innovative SLA -harpiksformuleringer, der har en lang række optiske, mekaniske og termiske egenskaber, der kan matches fuldt ud med standard-, teknik- og industriel termoplast.
 

Med den kontinuerlige fremme af 3D -udskrivning af hardware, software og materialevidenskab er SLA -teknologi blevet mere overkommelig og tilgængelig, hvilket giver virksomhederne mulighed for at omdanne deres prototype-, test- og produktionsmodeller. SLA 3D-trykte dele er blevet vidt brugt i forskellige brancher, såsom fremstilling af færdige produkter, industrielle udskiftningsdele, fremstillingshjælpemidler, værktøjer osv. Dens glatte overfladefinish og stramme tolerancer gør det til et ideelt valg til samlinger af flere dele, forbrugerprodukter eller endelige designgennemgangsdele.


 

Nu hvor overkommelige og brugervenlige arbejdsgange er tilgængelige, har virksomheder i alle størrelser mulighed for at bringe 3D-udskrivning i høj kvalitet. Anvendelsen af ​​denne teknologi har hjulpet tusinder af fagfolk med at reducere driftsomkostningerne, øge effektiviteten og skabe helt nye forretningsmodeller.

1.1 Hvordan SLA 3D -teknologi fungerer
 

Arbejdsprincippet for SLA 3D-udskrivningsteknologi er baseret på brugen af ​​lys til at størkne flydende harpiks til et tredimensionelt objekt. Den specifikke metode er at udsætte harpiksbetrækket eller harpikstanken for lyskilden for at hærde den flydende harpiks. I traditionelle top-down SLA 3D-printere er lyskilden placeret over den flydende harpiks tønde, og lyset bestråler den flydende harpiks fra top til bund. I 2011 væltede den omvendte stereolitografiteknologi, der blev lanceret af FormLabs-medstifterne Max Lobovsky, David Cranor og Natan Linder, det traditionelle layout og placerede lyskilden under harpikstanken. Når du arbejder, trækkes først tværsnittet af delen på det nederste harpikslag. Når build -platformen stiger, vil den flydende harpiks naturligt strømme under det størknede lag for at afslutte tilbagefyldningen af ​​harpikslaget. Gentagelse af denne proces kan udskrive komplekse tredimensionelle objekter.


 

Der er mange innovationer inden for omvendt stereolitografiteknologi, blandt hvilke designet af den gennemsigtige (til sidst fleksibel) bundharpikstank er af stor betydning. Dette design gør det ikke kun muligt at fremstille større omvendte SLA 3D -printere, men dets fleksible overflade kan også effektivt reducere skrælkraften og forbedre udskrivningsstabilitet og effektivitet.
 

SLA 3D -printere bruger fotosensitive termohærdende materialer - harpikser. Når SLA -harpikser udsættes for lys af en specifik bølgelængde, forbindes de interne korte molekylære kæder hurtigt, og monomerer og oligomerer polymeriserer til stive eller fleksible geometriske former for at opnå størkning.

I det sidste årti er der opstået nye harpiks 3D -udskrivningsprocesser, hovedsageligt baseret på den anvendte lyskilde. Almindelige processer inkluderer: laserdrevet stereolitografi (SLA), der bruger lasere med høj energitæthed til nøjagtigt at helbrede harpikser; Digital Light Processing (DLP), der bruger digitale mikromirrorenheder til hurtigt at skifte lysmønstre for at helbrede harpikser; Maske stereolitografi (MSLA, ofte brugt ombytteligt med LCD 3D -udskrivning), der bruger en LCD -skærm som en maske til at kontrollere det område, hvor lys bestråles. F.eks. Er FormLabs 'Low Force Display ™ (LFD) udskrivningsmotor en avanceret form for MSLA 3D -udskrivning.


 

SLA 3D -udskrivning af arbejdsgang er enkel. Efter udskrivning skal delene rengøres med alkohol eller ether for at fjerne overskydende flydende harpiks på overfladen. Bagefter, afhængigt af materialet, kan det være nødvendigt med et post-hængende trin for at afslutte polymerisationen af ​​delen og opnå dets optimale materialegenskaber. Yderligere efterbehandlinger såsom farvelægning, belægning eller elektroplettering kan udføres for at imødekomme specifikke anvendelser eller æstetiske krav.

2. en kort historie om stereolitografi


 

Stereolitografi stammer tilbage til de tidlige 1980'ere, hvor den japanske forsker Dr. Hideo Kodama var banebrydende for den moderne lagdelingsmetode til hærdning af fotopolymerer med UV -lys, som blev prototypen af ​​stereolitografi. Charles (Chuck) W. Hull opfandt derefter udtrykket "stereolitografi" og opnåede med succes et patent for teknologien i 1986. Samme år grundlagde han 3D -systemer og officielt kommercialiseret stereolitografi og åbnede et nyt kapitel i dens anvendelse inden for det industrielle felt. Hull beskrev teknologien som at skabe 3D -objekter ved kontinuerligt at "udskrive" tynde lag af materialer, der kan helbredes af UV -lys.
 

Selvom stereolitografi blev født tidligt, var det ikke den første 3D -udskrivningsteknologi, der fik udbredt popularitet. I slutningen af ​​2000'erne, da relaterede patenter udløb, optrådte 3D-printere med små formater, smeltet deponering (FDM) på markedet. Når denne overkommelige ekstruderingsteknologi blev lanceret, udløste den den første bølge af udbredt anvendelse og anerkendelse af 3D -udskrivningsteknologi, hvilket i høj grad udvidede applikationsomfanget af additivfremstilling. FDM 3D -printere har imidlertid visse begrænsninger i at imødekomme forskellige professionelle behov og kan ikke fuldt ud dække alle applikationsscenarier. Dette fik også den kontinuerlige innovation af stereolitografiteknologi i efterfølgende udvikling til at tilpasse sig mere forskellige behov.

3. Desktop SLA 3D -printere forstyrrer markedet

 

I udviklingen af ​​3D -udskrivningsteknologi,Desktop SLA 3D -printerhar skabt markedsændringer. Tidligere var 3D-udskrivning i høj opløsning afhængig af store industrielle systemer, som var dyre og besatte et stort område. Desktop SLA-printere brød denne situation med deres kompakte krop og overkommelige priser, hvilket gjorde 3D-udskrivning i høj opløsning populær.

Den første omvendte stereolitografiløsning er af stor betydning. Det giver forskellige kunder adgang til SLA 3D -udskrivningsteknologi, og dens prototype lægger grundlaget for efterfølgende teknologisk udvikling. I 2015 steg antallet af kompatible materialer, hvilket hjalp innovation i flere brancher såsom produktdesign, ingeniørproduktion, tandlæge og smykker. I 2019 blev den fleksible bundharpikstank brugt til at reducere skrælekraft, forbedre udskrivningskvaliteten og udvide anvendelsesområdet. I dag er stereolitografiteknologi blevet en af ​​de modne plastiske 3D -udskrivningsprocesser med stærk konkurrenceevne.


4.sla 3D -udskrivning af arbejdsgang

4.1Design -fase



Brug CAD -software eller 3D -scanningsdata til at designe en 3D -model og eksportere dem til STL- eller OBJ -format. Importer printforberedelsessoftwaren, indstil parametre og skive den, f.eks. Preform -software, som automatisk kan generere understøttelser og bestemme udskrivningsretningen. Avancerede brugere kan også udbrede dele til SLA -teknologi for at gemme materialer.
 

4.2printfase


Efter at design- og parameterindstillingen er afsluttet, transmitterer printforberedelsessoftwaren data til printeren via netværket, USB eller Ethernet. Den aftagelige harpikstank og platform for den inverterede SLA -printer er praktisk til skiftende materialer og ny udskrivning.

 

4,3Post-forarbejdningsfase

De fleste SLA -printere skal manuelt skrabe delene manuelt, men build -platformen Flex og Flex L kan hurtigt fjerne delene for at reducere skader. Efter fjernelse skal du rengøre dem med isopropylalkohol eller ether, og brug formularvaskenheden til at forenkle processen. Nogle materialer skal efterhændes efter vask og tørring. Formkur kan nøjagtigt kontrollere temperatur og lys for at sikre hærdningseffekten. Endelig fjernes understøtterne og slibemærkerne, og SLA -dele kan også behandles, males eller behandles yderligere ved slibning, elektroplettering osv. For at imødekomme forskellige applikationskrav.

5. Hvorfor vælge SLA 3D -udskrivning?
 

5.1 Hastighed og output
I 3D-udskrivningsteknologi er SLA 3D-udskrivning den hurtigste, og laserdrevet SLA-hærdning er langsommere end DLP eller MSLA. Understøtter den hurtige modelharpiks med en hastighed på 100 mm/time og kan udskrives på to timer med flere iterationer pr. Dag. Det kan opnå menneskelig størrelse design og fremstilling, med de fleste bygninger afsluttet inden for seks timer, og stor eller batchproduktion kan afsluttes inden for en dag.
 

 

5.2 Materiel alsidighed
SLA 3D -udskrivningsmaterialer er rige, med hundreder af harpiksformler, der kan fyldes med hjælpematerialer under hensyntagen til forskellige mekaniske egenskaber og hårdhed, der dækker materialer i flere brancher. Printerproducenter har selvforberedt, åben platform eller hvide etikettilstande. Selvom der er forskellig fra traditionel termoplast, er der SLA -harpikser, der er egnede til næsten enhver applikation.

 

5.3 Nøjagtighed og præcision
Præcision og nøjagtighed er kritisk for forskellige industrier, og SLA-udskrivning er en af ​​de højpræcisions 3D-udskrivningsløsninger. Nøjagtighed refererer til graden af ​​matching med CAD -modelstørrelsen, og præcision er graden af ​​gentagen produktion af samme størrelse. Nøjagtigheden af ​​SLA 3D-printere i professionel klasse er mellem standard og fin behandling og påvirkes af lyskilden, komponentkvaliteten, teknisk designkalibrering og materialer. Stive materialer er mere nøjagtige. , kan udskrive med høj præcision, dets opvarmede lukkede miljø og lavtemperaturudskrivning reducerer virkningen af ​​termisk ekspansion og sammentrækning, og LFD-udskrivningsmotoren og lav skrælkraft sikrer nøjagtigheden af ​​delene.

 

5.4 Fine funktioner og glat overfladefinish
SLA 3D -printere er benchmark til fremstilling af glatte overflader og fine funktioner. Overfladen af ​​de trykte dele er glat, med næsten ingen laglinjer, og kræver ikke meget efterbehandling. Udseendet kan sammenlignes med traditionel fremstilling. Sammenlignet med FDM og SLS kan SLA opnå finere funktioner og mindre størrelser, mere præcis lysstyring og kan udskrive små funktioner og tynde vægge.

6. Anvendelser af SLA 3D -udskrivningsteknologi
Harpiks 3D -trykte dele fremskynder innovation og supportvirksomheder i forskellige brancher med avancerede materialer, høj præcision og praktiske processer. Nedsatte omkostninger gør det mere økonomisk og let at udvide, og applikationer til slutbrug og massetilpasning bliver mere almindelige.
 

1. Fremstilling



Sammenlignet med traditionel fremstilling bruger producenter 3D -udskrivning til at fremstille prototypeværktøjer, brugerdefinerede værktøjer, forme og fremstillingshjælpemidler til at reducere omkostningerne og omdrejningstiden, optimere produktionsprocesser og forbedre kvalitet og effektivitet. Dækker fremstillingshjælpemidler (jigs og inventar), hurtig formfremstilling (injektion, varm presse, silikone, blæsestøbning), metalstøbning, lille batch og storskala tilpasset produktion.

 

2. Automotive



Bilindustrien bruger SLA 3D-udskrivningsteknologi til at fremstille forskellige dele gennem hele processen, fra konceptmodeller til eftersalgsdele, involverer hurtig prototype (konceptmodeller, funktionel prototypefremstilling, verifikationstest), hurtig formfremstilling, fremstillingshjælpemidler og færdige, eftersalg og tilpassede dele.
 

3. rumfart

SLA 3D -trykte dele bruges til rumtest, kommerciel luftfartsfremstilling og testning, prototype og fremstilling i luftfartsindustrien. Påført hurtig prototype (vindtunnel -test), hurtig formfremstilling, fremstillingshjælpemidler og færdig, udskiftning og tilpassede dele.

4. tandlæge



Digital tandlæge bruger 3D-udskrivning til at reducere risici og give tilpasning af høj præcisionsprodukter og instrumenter, herunder Crown- og Bridge-modeller, klare alignere og Holley-holdermodeller, kirurgiske guider, splinter og bidpuder, modeller til støbning og presning og tandproteser.
 

5. Medicinsk
 

Professionel desktop 3D -udskrivningsteknologi hjælper læger med at levere tilpassede behandlingsplaner og udstyr, spare tid og omkostninger og anvendes til anatomiske modeller, medicinske udstyr og kirurgiske instrumenter, ortotik og restaureringer til kirurgisk planlægning.
 

6. smykker



Smykkebranchen bruger CAD og 3D-udskrivning til hurtig prototype til at imødekomme kundebehov og fremstille færdige produkter, der kan støbes direkte, som anvendes til mistet voksstøbning (investeringsstøbning), tilpassede high-fidelity-prototyper og masterforme til gummistøbning.

7. SLA 3D -udskrivningsmaterialer
 

Ingeniørharpikser

Inden for ingeniørarbejde og fremstilling er materiel ydeevne relateret til produktkvalitet og produktionseffektivitet. Som et meget glasfyldt materiale kan Xinshan-harpiks forblive stabilt og ikke deformeres, når de udsættes for enorme belastninger. Det er et ideelt valg til applikationer med høje stivhedskrav, såsom injektionsstøbning, hvilket giver garanti for fremstilling af højpræcision og højstyrke industrielle dele. Xinshan -ingeniørharpikser er formuleret til komplekse behov og overgår almindelige materialer såsom ABS, silikone og kig. Produktlinien er rig, inklusive stive materialer med høj hårdhed, påvirkningsresistente faste materialer, bøjningsresistente fleksible materialer, specielle funktionelle harpikser, såsom antistatiske og flamme-fastlægning, samt banebrydende teknologimaterialer såsom keramiske og silikone 3D-trykning, udvidelse af grænserne af stospladen 3D-trykning, hjælper nye anvendelser, simplificerende processer og felttest.
 

Dental harpikser

Xinshan-tandharpikser har revolutioneret tandfeltet og kan hurtigt fremstille biokompatible enheder, såsom gennemsigtige alignere og kirurgiske guider, og kan også levere løsninger af høj kvalitet til avancerede intraorale anvendelser, såsom fulde proteser. Xinshan skaber en strømlinet og integreret arbejdsgang for tandlægefagfolk, og hvert link er omhyggeligt designet til at sikre produktion af præcise dele uden kedelige justeringer og kalibreringer.
 

Smykkeharpikser

I smykkebranchen er tilpasning og forfining nøglen, og smykkeharpikser er nøglematerialer til brugerdefineret smykkeprototype og produktion. Nye bjergsmykkerharpikser gendanner detaljer godt, og kan gengive klare indlæg, skarpe kløindlæg osv. Forhandlere i alle størrelser kan bruge det til at producere prøvestykker, kaste brugerdefinerede smykker eller genanvendelige formmestre til kunder til at imødekomme personlige behov, reducere omkostninger og fremme innovation i smykkebranchen.

 

Med sine unikke fordele har SLA 3D -udskrivningsteknologi slået rod i mange brancher og har i høj grad fremmet innovation og produktionsændringer. Når man ser på fremtiden, med den kontinuerlige fremskridt inden for hardware, software og materialevidenskab, forventes nøjagtigheden, hastigheden og den materielle mangfoldighed af SLA 3D -udskrivning at blive forbedret yderligere, og omkostningerne vil fortsætte med at falde. Denne teknologi vil også udvide sin anvendelse på flere nye felter og skabe flere muligheder. Jeg tror, ​​at SLA 3D -udskrivningsteknologi i den nærmeste fremtid vil fremme social udvikling som dagens traditionelle fremstillingsteknologi og hjælpe forskellige industrier med at nå nye højder.