SLA激光快速成型原理
sla3d打印技术的原理
SLA是属于还原光聚合族的增材制造工艺。
在SLA中,通过使用紫外(UV)激光束逐层选择性地固化聚合物树脂来产生物体。
SLA中使用的材料是液态形式的光敏热固性聚合物。
光固化成型工艺,也常被称为立体光刻成型,英文的名称为StereoLithography,简称SL,也有时被简称为SLA(StereoLithography Apparatus),该工艺是由Charles Hull 于1984年获得美国专利,是最早发展起来的快速成型技术。
自从1988年3D Systems公司最早推出SLA商品化快速成型机以来,SLA已成为最为成熟而广泛应用的RP典型技术之一。
它以光敏树脂为原料,通过计算机控制紫外激光使其凝固成型。
这种方法能简捷、全自动地制造出历来各种加工方法难以制作的复杂立体形状,在加工技术领域中具有划时代的意义。
一、SLA3d打印技术的成型原理盛满液态光敏树脂,氦-镉激光器或氩离子激光器发出的紫外激光束在控制系统的控制下按零件的各分层截面信息在光敏树脂表面进行逐点扫描,使被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。
一层固化完毕后,工作台下移一个层厚的距离,以使在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,刮板将粘度较大的树脂液面刮平,然后进行下一层的扫描加工,新固化的一层牢固地粘结在前一层上,如此重复直至整个零件制造完毕,得到一个三维实体原型。
184845ra3o3bv95a7sv43p二、SLA3d打印技术的工艺过程光固化快速原型的制作一般可以分为前处理、原型制作和后处理三个阶段。
前处理阶段主要是通过CAD设计出三维实体模型,对原型进行数据转换、摆放方位确定、施加支撑和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,实际上就是为原型的制作准备数据;原型制作就是在专用的光固化快速成型设备系统上进行光固化成型。
在原型制作前,需要提前启动光固化快速成型设备系统,使得树脂材料的温度达到预设的合理温度,激光器点燃后也需要一定的稳定时间。
SLA技术的原理
SLA技术3D打印机的原理SLA技术3d打印机的原理SLA是"Stereo lithography Appearance"的缩写,即立体光固化成型法。
用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面。
这样层层叠加构成一个三维实体。
SLA是最早实用化的快速成形技术,采用液态光敏树脂原料,工艺原理如图所示。
其工艺过程是,首先通过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;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;然后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。
将原型从树脂中取出后,进行最终固化,再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。
SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入其它成分,用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。
SLA技术成形速度较快,精度较高,但由于树脂固化过程中产生收缩,不可避免地会产生应力或引起形变。
因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。
SLA 技术的优势1.光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验。
2.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。
3.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。
4.使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本。
5.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。
6.可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化。
SLA 技术的缺陷1.SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高。
立体光固化成型原理
立体光固化成型原理立体光固化成型(stereolithography,SLA)是一种聚合物3D打印技术,其原理是利用紫外线光源固化液态光敏树脂。
SLA是最早的商业化3D打印技术之一,其能将百万级零件制造到数天内,是高精度、高速度的打印技术之一。
SLA的原理简单来说是,通过把一层液态光敏树脂放置在建造平台上,利用逐层递增的方法将树脂被照射到随后的固化过程中。
然后,创造出的骨架被下降到接触涂层树脂中一层,将继续过程,并固化到下一层,最终产生一个立体复制品。
这种方法可实现高精度的3D打印零件,具有高表面质量的特点,结构可以非常复杂,同时可以实现非常精细的内部结构。
具体来说,SLA技术由三个主要的组成部分组成:液态树脂材料、光源和建造平台。
液态树脂材料是整个打印过程中的主要材料,它是在紫外线光的作用下固化成固态的材料;光源通常是一个固定的紫外线激光器,其通过数字坐标机器(DCM)获取并控制光的属性和位置;建造平台则提供了一个打印区域,用于固定和移动树脂瓶,并用于建立3D零件的缩放、旋转和位置。
总体来说,SLA技术是一种高度精确的3D打印方法,其在行业中具有一定的优势。
它可以制造出非常复杂的结构,具有很高的表面质量和准确度,并可以在非常短的时间内生产出零件。
此外,SLA技术还可以打印出精细的内部结构,这通常是其他3D打印方法难以准确实现的。
SLA技术也存在一些缺点。
由于材料本身的限制,其打印出的零件通常比其他3D打印技术弱一些,经常需要进一步的处理和处理。
此外,SLA技术通常比其他3D打印技术更昂贵,需要更高的能源和更多的材料,因此成本也更高。
总之,SLA技术是一种高度精确的3D打印技术,可以用于制造复杂的结构和精细的内部结构。
它在许多不同的行业中得到了广泛应用,包括医疗、汽车、航空航天等等。
随着技术的不断发展,SLA技术已经变得越来越成熟和成熟,为行业中的很多领域带来了巨大的变革。
SLA
SLA(光固化成型法)快速成形系统的原理"Stereo lithography Appearance"的缩写,即立体光固化成型法.用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.3D Systems 推出的Viper Pro SLA systemSLA 的优势1. 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验.2. 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.3.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.4. 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本.5. 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.6. 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化.SLA 的发展趋势与前景立体光固化成型法的的发展趋势是高速化,节能环保与微型化.不断提高的加工精度使之有最先可能在生物,医药,微电子等领域大大缩短新产品研制周期,确保新产品上市时间;------使模型或模具的制造时间缩短数倍甚至数十倍;提高了制造复杂零件的能力;------使复杂模型的直接制造成为可能;显著提高新产品投产的一次成功率;------可以及时发现产品设计的错误,做到早找错、早更改,避免更改后续工序所造成的大量损失;支持同步(并行)工程的实施;------使设计、交流和评估更加形象化,使新产品设计、样品制造、市场定货、生产准备、等工作能并行进行;支持技术创新、改进产品外观设计;------有利于优化产品设计,这对工业外观设计尤为重要。
成倍降低新产品研发成本;------节省了大量的开模费用快速模具制造可迅速实现单件及小批量生产。
使新产品上市时间大大提前,迅速占领市场。
总而言之,RP技术是九十年代世界先进制造技术和新产品研发手段。
sla技术原理
SLA(Stereo Lithography Apparatus)技术,即立体光固化成型法,是一种最早实现商品化的快速成形(Rapid Prototyping)技术。
SLA技术基于液态光敏树脂的光聚合原理,通过逐层固化光敏树脂来生成三维实体模型。
SLA技术的工作原理如下:
1. 设计:首先通过计算机辅助设计(CAD)软件设计出三维实体模型。
2. 切片处理:利用离散程序将模型进行切片处理,将三维模型分解成一系列二维层。
3. 生成数据:根据切片处理结果,生成精确控制激光扫描器和升降台运动的路径数据。
4. 激光扫描:激光光束通过振镜的反射,按照设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面,使特定区域内的树脂固化。
5. 升降台运动:在激光扫描的同时,升降台按照设定的速度和路径进行运动,使激光扫描的区域逐层叠加,形成三维工件。
6. 固化层叠加:当一层加工完毕后,升降台上升一定距离,再覆盖一层液态树脂,进行下一层的扫描和固化。
这样一层层叠加,最终形成三维工件。
7. 后处理:将生成好的三维工件从树脂中取出,进行后续的固化、抛光、电镀、喷漆或着色等处理,得到最终产品。
总之,SLA技术通过逐层扫描和固化光敏树脂,实现三维物体的快速成型。
作为一种成熟的光固化技术,SLA具有加工速度快、精度高、材料选择范围广等优点。
SLA激光光固化
SLA激光光固化
一、简介激光光固化(又称“光敏树脂选择性固化”),是采用立体雕刻(Stereolithography)原理的一种工艺,简称SLA,是最早出现的一种快速成型技术。
代表公司:美国的3D Systems公司。
二、SLA激光光固化工艺流程在树脂槽中盛满液态光敏树脂,它在紫外激光束的照射下会快速固化。
成型过程开始时,可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度,聚焦后的激光束,在计算机的控制下,按照截面轮廓的要求,沿液面进行扫描,使被扫描区域的树脂固化,从而得到该截面轮廓的树脂薄片。
然后,工作台下降一层薄片的高度,以固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖,以便进行第二层激光扫描固化,新固化的一层牢粘结在前一层上,如此重复不已,直到整个产品成型完毕。
最后升降台升出液体树脂表面,取出工件,进行清洗、去除支撑、二次固化以及表面光洁处理等。
3D打印技术的种类
3D打印技术的种类3d打印几种主流快速成型工艺的成型原理及优缺点来源:互联网作者:2022-12-0910:27:141.sla激光光固化(stereolithographyapparatus)该技术以光敏树脂为原料,利用计算机控制的紫外激光,根据预定零件各层截面的轮廓扫描液态树脂。
然后扫描区域中的薄层树脂将产生光聚合反应,从而形成零件的薄层截面。
当该层固化后,移动工作台,在之前固化的树脂表面涂抹一层新的液体树脂,以便扫描和固化下一层。
新固化层与前一层牢固粘合,并重复此操作,直到制造出整个零件的原型。
美国3dsystems是第一家推出这项技术的公司。
该技术的特点是精度高、光洁度高,但材料相对易碎,操作成本太高,后处理复杂,对操作人员要求高。
它适用于验证装配设计的过程。
2.3dp三维打印成型(3dimensionprinter)它最大的特点是小型化和易于操作。
它主要用于商业、办公、科研和个人工作室。
根据不同的印刷方法,3DP三维打印技术可分为热爆炸三维打印(代表:美国3dsystems公司的zprinter系列——原隶属于zcorporation公司,已被3dsystems公司收购)压电三维打印(代表:美国3dsystems公司的projet系列和STRATASYS公司不久前收购的以色列objet公司的3D打印设备)、DLP projection 3D打印(代表:德国Envisionitec公司的ultra和perfactory系列)等。
热爆式三维打印工艺的原理是将粉末由储存桶送出一定分量,再以滚筒将送出之粉末在加工平台上铺上一层很薄的原料,打印头依照3d电脑模型切片后获得的二维层片信息喷退出粘合剂并粘贴粉末。
完成第一层后,加工平台会自动下降一点,存储桶会上升一点。
刮刀将粉末从升起的储料斗推到工作平台上,并将粉末推平。
通过这种方式,可以获得所需的形状。
该技术的特点是速度快(是其他工艺的6倍),成本低(是其他工艺的1/6)。
快速成型是什么及SLA的优点
快速成型是什么及SLA的优点快速成型(RP)技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术,是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术,对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。
自该技术问世以来,已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用,并由此产生一个新兴的技术领域。
SLA快速成型是一种采用离散分层,逐层堆积的原理,直接利用产的三维电脑数据实现为产品的原型,目前比较成熟的激光快速成型技术要有SLA和SLS俩种,其中SLA所使用的材料主要为光敏树脂。
SLA的优点:
1.表面光滑,质量较好。
2.成型精度较高,精度在0.1-0.3mm之间。
3.可制作非常精细的细节及薄壁结构的成型产品,精度高、易处理。
4.加工周期短,一般为3天左右。
3D打印技术之SLA原理讲解
3D打印技术之SLA原理
【技术原理】:
在液槽中充满液态光敏树脂,其在激光器所发射的紫外激光束照射下,会快速固化(SLA 与SLS所用的激光不同,SLA用的是紫外激光,而SLS用的是红外激光)。
在成型开始时,可升降工作台处于液面以下,刚好一个截面层厚的高度。
通过透镜聚焦后的激光束,按照机器指令将截面轮廓沿液面进行扫描。
扫描区域的树脂快速固化,从而完成一层截面的加工过程,得到一层塑料薄片。
然后,工作台下降一层截面层厚的高度,再固化另一层截面。
这样层层叠加构成建构三维实体。
【SLA技术的优点】:
1)发展时间最长,工艺最成熟,应用最广泛。
在全世界安装的快速成型机中,光固化成型系统约占60%。
2)成型速度较快,系统工作稳定。
3)具有高度柔性。
4)精度很高,可以做到微米级别,比如0.025mm。
5)表面质量好,比较光滑:适合做精细零件。
【SLA技术的缺点】:
1)需要设计支撑结构。
支撑结构需要未完全固化时去除,容易破坏成型件。
2)设备造价高昂,而且使用和维护成本都不低。
SLA系统需要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻。
3)光敏树脂有轻微毒性,对环境有污染,对部分人体皮肤有过敏反应。
4)树脂材料价格贵,但成型后强度、刚度、耐热性都有限,不利于长时间保存。
5)由于材料是树脂,温度过高会熔化,工作温度不能超过100℃。
且固化后较脆,易断裂,可加工性不好。
成型件易吸湿膨胀,抗腐蚀能力不强。
3D打印成形技术
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四、光固化快速成型技术的最新进展
当前SLA 技术的进展主要体现在以下几个方面: 1. 软件技术 随着越来越多的原型要在快速成型机上加工,RP 软件的性能在提高工作效 率、保证加工精度等方面变得越来越重要。因为虽然快速成型机的加工过程 是自动进行的,不需要人工干预,但RP 的数据处理却要由人来完成,特别 是由于目前通行的STL 文件总存在这样那样的问题。当操作员手中有大量的 原型要在短时间内加工出来时,数据处理就成了瓶颈,并且稍有疏漏,可能 导致一批零件的加工失败。
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二、光固化快速成型的工作原理
将原型从树脂中取出后,进行最终固化,再经打光、电镀、喷漆或着色处 理即得到满足要求的产品。 具体的工作步骤如下: (1)将液态的光敏树脂材料注满打印池。 (2)打印平台升起,直到距离液体表面一个层厚的位置时停下。 (3)水平刮板沿固定方向移动,将液体表面刮成水平面。 (4)激光器生成激光束,通过透镜进行聚焦后照射在偏振镜上,此时偏振 镜根据切片截面路径自动产生偏移,这样光束就会持续地依照模型数据有选 择性地扫描在液面,由于树脂的光敏特性,被照射到的液态树脂逐渐固化。 (5)在固化完成后,打印平板自动降低一个固定的高度,水平刮板再次将 液面刮平,激光再次照射固化,如此反复,直至整个模型打印完成。
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三ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ光固化快速成型的特点
光固化快速成型的优势在于成型速度快、原型精度高,非常适合制作 精度要求高、结构复杂的小尺寸工件。在使用光固化快速成型的工业 级3D 打印机领域,比较著名的是Object 公司。该公司为SLA 3D 打印 机提供100 种以上的感光材料,是目前支持材料最多的3D 打印设备。 同时,Object 系列打印机支持的最小层厚已达16 μm在所有3D 打印 技术中,SLA 打印成品具备最高的精度、最好的表面光洁度等优势。
SLA快速成型工艺介绍
SLA工艺是目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的一种快速成型方法(也是我公司所采用的快速成型方法)。
SLA 技术原理是计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫描,被扫描区域的树脂薄层( 约十分之几毫米) 产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。
工作台下移一个层厚的距离,以便固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,进行下一层的扫描加工,如此反复,直到整个原型制造完毕。
由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用,故在工作时只需功率较低的激光源:
SLA快速成型工艺的优势主要有以下几点:
①紫外激光通过聚焦,光斑直径<0.15mm;
②成型精度高,可成型精细结构(如戒指等);
③制作任意复杂结构零件(如空心零件);
④表面光洁度高(表面Ra<0.1μm);
⑤成型过程高度自动化,后处理简单(点支撑,易去除);
⑥材料利用率接近100%。
其工艺过程如下图所示:
SLA工艺原理图。
SLA成型材料的固化机理
SLA成型材料的固化机理随着科技的不断发展,SLA(光固化成形)技术已经成为一种重要的快速成型技术。
在SLA成型过程中,固化机理是至关重要的,它直接影响到成型零件的精度、强度和表面质量。
本文将详细介绍SLA成型材料的固化机理,以及影响固化过程的因素。
SLA成型材料通常是由光敏树脂组成的,这种树脂包含了光引发剂和单体。
在SLA设备中,通过激光或UV光束照射到树脂表面,光引发剂会吸收能量并产生自由基或其他活性物种。
这些活性物种会引发单体之间的聚合反应,最终形成固体材料。
因此,SLA成型的固化过程是一种自由基聚合反应。
固化机理主要包括以下几个步骤:光引发剂吸收光能,产生活性物种;活性物种引发单体聚合反应;聚合阶段延长,直到光束停止照射。
在整个固化过程中,光引发剂的吸收能量、聚合速率和分子构型都会对固化效果产生影响。
影响SLA成型固化过程的因素有很多,以下是其中几个重要的因素:1.光源强度:光源强度会直接影响光引发剂的吸收能量和产生的活性物种数量。
通常情况下,光源强度越高,固化速率越快,但也容易导致树脂表面产生不均匀固化的问题。
2.光引发剂浓度:光引发剂的浓度会影响活性物种的生成速率。
通常情况下,光引发剂浓度越高,固化速率越快,但也会增加树脂的粘度和固化后的脆性。
3.单体种类和比例:不同种类和比例的单体对固化速率和物理性能有着不同的影响。
一般来说,选择合适的单体种类和比例可以提高固化速率和最终材料的性能。
4.温度控制:温度影响着固化过程中树脂的粘度和流动性。
在一定范围内,适当的温度可以加快固化速率,但过高或过低的温度都会影响固化效果。
总的来说,SLA成型材料的固化机理是一种复杂的化学反应过程,受到多种因素的影响。
通过合理设计成型参数和选择合适的材料配方,可以实现高质量的SLA成型零件。
随着技术的不断进步,相信SLA成型技术在未来会得到更广泛的应用和发展。
快速成型:SLA、LOM、SLS、3DP、FDM
快速成型:SLA、LOM、SLS、3DP、FDM快速成型技术根据成型方法可分为两类:基于激光及其他光源的成型技术Laser Technology,例如:光固化成型SLA、分层实体制造LOM、选域激光粉末烧结SLS、形状沉积成型SDM 等;基于喷射的成型技术Jetting Technoloy,例如:熔融沉积成型FDM、三维印刷3DP、多相喷射沉积MJD光造型工艺SLASLA,Stereolithogrphy Apparatus工艺,也称光造型或立体光刻,由Charles Hul 于 1984 年获美国专利。
SLA 技术是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。
这种液态材料在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应,分子量急剧增大,材料也就从液态转变成固态。
SLA工作原理SLA工作原理:液槽中盛满液态光固化树脂激光束在偏转镜作用下,能在液态表而上扫描,扫描的轨迹及光线的有无均由计算机控制,光点打到的地方,液体就固化。
成型开始时,工作平台在液面下一个确定的深度.聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描,即逐点固化。
当一层扫描完成后.未被照射的地方仍是液态树脂。
然后升降台带动平台下降一层高度,已成型的层面上又布满一层树脂,刮板将粘度较大的树脂液面刮平,然后再进行下一层的扫描,新周化的一层牢周地粘在前一层上,如此重复直到整个零件制造完毕,得到一个三维实体模型。
SLA 方法是目前快速成型技术领域中研究得最多的方法.也是技术上最为成熟的方法。
S LA 工艺成型的零件精度较高,加工精度一般可达到 0.1 mm ,原材料利用率近 100 %。
但这种方法也有白身的局限性,比如需要支撑、树脂收缩导致精度下降、光固化树脂有一定的毒性等。
叠层实体制造工艺LOMLOM,Laminated Object Manufacturing,LOM工艺称叠层实体制造或分层实体制造,由美国Helisys公司的Michael Feygin于1986 年研制成功。
SLA光固化成型基本原理和工艺工程
SLA光固化成型基本原理和工艺工程SLA光固化成型的基本原理是利用紫外线激光束对液态光敏聚合物树脂进行扫描照射,使其局部固化成固态。
光敏树脂在紫外线照射下会发生聚合反应,形成连接点,从而实现物理上的固化。
固化后的物料层与层之间,可以通过下层的固化物料作为支撑结构,起到临时支撑作用,以便上层固化物料的施工。
打印完成后,需要对成品进行清洗、固化和后处理等一系列工艺流程。
1.CAD建模:首先,需要使用计算机辅助设计(CAD)软件对要打印的物体进行建模,以确定其几何形状和尺寸。
2.准备模型:将CAD模型通过STL文件格式导出,拆分为多个薄层切片,并进行支撑结构的生成。
支撑结构的作用是支撑上层固化物料,防止其下沉变形。
3.材料准备:将特殊的光敏树脂注入光固化成型机的聚光器中,并确保材料质量符合要求。
4.设置工艺参数:根据所选择的树脂材料和打印对象的要求,设置合适的工艺参数,包括打印速度、光照强度、层高等。
5.打印:将光敏树脂注入光固化成型机的工作区中,并按照预设的切片信息和工艺参数进行打印。
激光束扫描固化物料,并逐层叠加,直到完成整个模型的打印。
6.清洗和固化:打印完成后,需要将模型从光固化成型机中取出,并进行清洗,去除多余的树脂。
接着,使用紫外线固化设备对模型进行紫外线固化处理,使其固化完全。
7.后处理:最后,还需要进行后处理工艺,包括打磨、喷涂、抛光等,以达到最终的产品要求。
sla3d打印技术原理
SLA3D打印技术是一种基于液态光敏树脂的聚合原理进行工作的3D打印技术。
它使用紫外光或激光作为光源,并将激光束汇聚成0.1mm左右的光斑。
在打印过程中,液态树脂在光照射下迅速发生光聚合反应并从液态转变为固态(即使用光聚合物通过紫外线照射来固化)。
具体来说,SLA3D打印技术的工作原理是将激光束聚焦在光敏树脂上,使其软化并粘附在打印表面上。
然后,打印头沿着Z轴向上移动,将一层树脂覆盖在已打印的表面上,并重复此过程以打印出物体的各个层面。
以上信息仅供参考,建议咨询专业人士获取更准确的信息。
SLA光固化成型基本原理和工艺工程
SLA光固化成型基本原理和工艺工程SLA光固化成型基本原理和工艺工程光固化成型工艺,也被称为立体光刻成型属于快速成型工艺的一种,简称SL,也有时被简称SLA。
该工艺是美国的于1986年研制成功的一种RP工艺,1987年获美国专利,是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。
它以光敏树脂为原料,通过计算机控制紫外激光石器逐层凝固成型。
这种方法能简捷、全自动地制造出表面质量和尺寸精度较高、几何形状复杂的原型。
激光固化成型(SLA)的成型机理:要实现光固化快速成型,感光树脂的选择也很关键。
它必须具有合适的粘度,固化后达到一定的强度,在固化时和固化后要有较小的收缩及扭曲变形等性能。
更重要的是,为了高速、精密地制造一个零件,感光树脂必须具有合适的光敏性能,不仅要在较低的光照能量下固化,且树脂的固化深度也应合适。
在计算机控制下,紫外激光按零件各分层截面数据对液态光敏树脂表面逐点扫描,使被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层;一层固化完毕后,工作台下降,在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化;新固化的一层牢固地粘合在前一层上;如此重复直到整个零原件型制作完毕。
方法的特点是精度高、表面质量好、原材料利用率将近100%,能成型形状特别复杂、特别精细的零件。
缺点是设备价格相对较贵。
SLA的工艺过程:光固化成型的制作一般可以分为前处理、原型制作和后处理三阶段。
(1)前处理阶段主要是对原型的CAD模型进行数据转换、确定摆放方位、施加支撑和切片分层,实际上就是为原型的制作准备数据。
(2)光固化成型过程是在专用的光固化快速成型设备系统上进行。
早原型制作前,需要提前启动光固化快速成型设备系统,使得树脂材料的温度达到预设的合理温度,激光器点燃后也需要一定的稳定时间。
(3)1、清洗模型,去除多余的液态树脂。
2、去除并修整原型的支撑。
3、去除逐层硬化形成的台阶。
4、后固化处理。
sla技术工作原理
sla技术工作原理
SLA(激光快速成型)技术是一种三维打印技术,其工作原理是
通过使用激光束逐层固化光敏树脂来制造物体。
首先,激光束逐层
扫描光敏树脂的表面,使其固化成所需形状的一层。
然后,工作台
下降一个微小的距离,为下一层的固化做好准备。
这个过程不断重复,直到整个物体被打印出来。
SLA技术的关键在于精确控制激光束的位置和强度,以确保每
一层光敏树脂都能被准确固化成所需形状。
另外,还需要考虑到光
敏树脂的光学特性、固化后的强度和表面质量等因素,以确保打印
出的物体具有所需的精度和质量。
总的来说,SLA技术利用激光束逐层固化光敏树脂来制造物体,通过精确控制激光束的位置和强度,以及光敏树脂的光学特性和固
化后的质量,来实现高精度、高质量的三维打印。
SLA成型技术的基本原理
SLA成型技术的基本原理1.设计模型-首先,需要使用计算机辅助设计软件(CAD)创建或导入一个三维模型文件。
这个模型将用于制作物体的打印模型。
2.切片-接下来,使用切片软件将三维模型切割成一层一层的薄片,通常每层的厚度约为几十至几百微米。
3.准备模型-将切片后的模型数据转换为适于打印的格式,并将其传输到SLA打印机。
4.光固化树脂-SLA使用液体紫外线固化树脂作为打印材料。
树脂通常是一种液体,具有高粘度和光敏性。
5.光固化过程-SLA打印机使用一个称为光束的紫外线激光或LED源,通过镜面反射将光束聚焦在工作平台的表面上。
此时,工作平台通常位于液态树脂中,与光束聚焦的区域接触。
6.逐层固化-光束照射液态树脂,使其暴露在光源下的区域被固化。
树脂固化后,它会变得坚硬并附着在工作平台上。
7.工作平台下降-一旦一层树脂固化完成,工作平台会向下移动一个层高,为下一层的固化做准备。
8.重复逐层固化-重复上述过程,直到整个模型被固化完成。
每一层的固化完成后,工作平台向下移动,并涂上一层新的液态树脂。
9.清洗和后处理-打印完成后,物体需要进行清洗以去除未固化的树脂。
通常,使用溶剂或紫外线灯清洗和固化未固化的树脂。
此外,还可以进行其它后处理操作,如去除支撑结构、喷涂或喷漆等。
与其他3D打印技术相比,SLA成型技术可以实现较高的打印精度和表面光洁度,以及更好的适应性和制作速度。
然而,由于液态树脂的特性,SLA成型技术通常需要进行额外的后处理步骤来去除未固化的树脂,并且材料选择相对有限。
总结来说,SLA成型技术基于光固化树脂的原理,通过光束逐层固化液态树脂来制造复杂的三维模型。
这种技术在原型制作、医疗器械制造、珠宝业等领域具有广泛应用。
光固化成形法-SLA
光固化成型法(Stereo lithography Appearance:SLA)一、概念该技术以光敏树脂为原料,计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓为轨迹逐点扫描,使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应,从而形成零件的一个薄层截面。
当一层固化完毕,移动工作台,在原先固化子的树脂表面再敖上一层新新的液态树脂以便进行下层扫描固化。
新固化的一层牢固地粘合地层上,如此重复至整个零件原型制造完毕。
光固化成型技术的特点优点:成型过程自动化程度高SLA系统非常稳定,加工开始后,成型过程可以完全自动化,直至原型制作完成。
尺寸精度高SLA原型的尺寸精度可以达到±0.1mm。
优良的表面质量虽然在每层固化时侧面及曲面可能出现台阶,但上表面仍可得到玻璃状的效果。
可以制作结构十分复杂的模型、尺寸比较精细的模型可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型制作的原型可以一定程度地替代塑料件缺点:制件易变形成型过程中材料发生物理和化学变化较脆,易断裂性能尚不如常用的工业塑料设备运转及维护成本较高液态树脂材料和激光器的价格较高使用的材料较少目前可用的材料主要为感光性的液态树脂材料液态树脂有气味和毒性,并且需要避光保护,以防止提前发生聚合反应,选择时有局限性需要二次固化经快速成型系统光固化后的原型树脂并未完全被激光固化。
SLA成型件的主要应用1)直接制造各种树脂样品件或功能件,用作结构验证和功能测试。
2)制作精细零件。
3)制造有透明效果的制件。
4)制造出的原型件可快速翻制各种模具。
5)代替熔模精密铸造中的消失模用来生产金属零件。
应用现状:多样化的研究,,收缩、应力变形,,对颜色、结构、导电性、易燃性、耐腐蚀性和柔性等性能的考虑,,降低成本,,硬化机理二、使用的材料SLA(光固化)材料:光敏环氧树脂、光敏乙烯醚、光敏环氧丙稀酸酯。
SLA对材料性能的基本要求:光照下迅速固化;较小的临界曝光和较大的固化穿透深度,固化收缩率小、具有足够的强度和表面粗糙度,毒性小。
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SLA工艺也称光造型或立体光刻,是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。
这种液态材料在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应,分子量急剧增大,材料也就从液态转变成固态。
液槽中盛满液态光固化树脂,激光束在偏转镜作用下,能在液态表面上扫描,扫描的轨迹及光线的有无均有计算机控制,光点打到的地方,液体就固化。
成型开始时,工作平台在液面下一个确定的深度,聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描,即逐点固化。
当一层扫描完成后,未被照射的地方仍是液态树脂。
然后升降台带动平台下降一层高度,已成型的层面上又布满一层树脂,刮板将粘度较大的树脂液面刮平,然后再进行下一层的扫描,新固化的一层牢固地粘在前一层上,如此重复直到整个零件制造完毕,得到一个三维实体模型。
SLA方法是目前快速成型技术领域中研究得最多的方法,也是技术上最为成熟的方法。
SLA工艺成型的零件精度较高,加工精度一般可达到0.1mm,原材料利用率近100%。
成型技术特点
快速成型技术具有一下几个重要特征:1)可以制造任意复杂的三维几何实体。
由于采用离散/堆积成型的原理,它将一个十分复杂的三维制造过程简化为二维过程的叠加,可实现对任意复杂形状零件的加工。
越是复杂的零件越能显示出RP技术的优越性。
此外,RP技术特别适合复杂型腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造的零件。
2)快速性。
通过对一个CAD模型的修改或重组就可获得一个新零件的设计和加工信息。
从几个小时到几十个小时就可制造出零件,具有快速制造的突出特点。
3)高度柔性。
无需任何专用夹具或工具即可完成复杂的制造过程,快速制造工模型、原型或零件。
4)快速成型技术实现了机械工程学科多年来追求的两大先进目标,即材料的提取(气、液、固相)过程与制造过程一体化和设计(CAD)与制造(CAM)一体化。
5)与反求工程(Reverse Engineering)、CAD技术、网络技术、虚拟现实等相结合,成为产品快速开发的有力工具。
流程示意
快速成型的工艺过程具体如下:
1)产品的三维模型的构建。
由于RP系统是由三维CAD模型直接驱动,因此首先要构建所加工工件的三维CAD模型。
该三维CAD模型可以利用计算机辅助设计软件(如Pro/E,I-DEAS, Solid Works,UG等)直接构建,也可以将已有产品的二维图样进行转换而形成三维模型,或对产品实体进行激光扫描、CT断层扫描,得到点云数据,然后利用反求工程的方法来构造三维模型。
2)SLA激光快速成型
SLA工艺也称光造型或立体光刻,是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。
这种液态材料在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应,分子量急剧增大,材料也就从液态转变成固态。
液槽中盛满液态光固化树脂,激光束在偏转镜作用下,能在液态表面上扫描,扫描的轨迹及光线的有无均有计算机控制,光点打到的地方,液体就固化。
成型开始时,工作平台在液面下一个确定的深度,聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描,即逐点固化。
当一层扫描完成后,未被照射的地方仍是液态树脂。
然后升降台带动平台下降一层高度,已成型的层面上又布满一层树脂,刮板将粘度较大的树脂液面刮平,然后再进行下一层的扫描,新固化的一层牢固地粘在前一层上,如此重复直到整个零件制造完毕,得到一个三维实体模型。
3)成型零件的后处理。
从成型系统里取出成型件,进行打磨、抛光、涂挂,或放在高温炉中进行后烧结,进一部提高其强度。
材料性能
光敏树脂是激光固化快速成型制作的基材,其性能特征对成型零件的质量具有决定性影响。
用SL法光固化树脂一般应具有以下性能:
1)粘度低,低粘度树脂有利于成型中树脂较快流平;
2)固化速度快,树脂的固化速度直接影响成型的效率,从而影响到经济效益;
3) 固化收缩小,光敏树脂在固化过程中,经过一个从液态向固态转变的变化过程,这种变化常会引起树脂的线性和体积收缩,固化收缩导致零件产生变形、翘曲、开裂等,从而影响到成型零件的精度,降低树脂的收缩量是光敏树脂研制过程中的主要目标,低收缩性树脂有利于成型出搞精度零件;
4) 一次固化程度高,这样可以减少后固化收缩,从而减少后固化变形;
5) 湿态强度高,较高的湿态强度可以保证后固化过程不产生变形、膨胀及层间剥离;
6) 溶胀小,湿态成型件在液态树脂样品件在液态树脂中的溶胀会造成零件尺寸偏大;
7) 毒性小,这有利于操作者的健康和不造成环境污染。
SLA成型件的主要应用
1)直接制作各种树脂样品件或功能件,用作结构验证和功能测试;
2)制作精细零件;
3)制造有透明效果的制件;
4)制作出的原型件可快速翻制各种模具,如硅橡胶模、金属冷喷模、陶瓷模、电铸模、环氧树脂模、消失模等;
5)代替熔模精密铸造中的消失模用来生产金属零件。