3D-打印技术简介
D
复。使用的树脂是光敏树脂,激光束照射后会形成固态。
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,。
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。
SLS打印技术
技术原理:
SLS(Selective Laser Sintering,粉末材料选择性激光烧结)。
该技术采用铺粉将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面,并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度,控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描,使粉末的温度升到熔化点,进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结。一层完成后,工作台下降一层厚度,铺料辊在上面铺上一层均匀密实粉末,进行新一层截面的烧结,直至完成整个模型。
SLS技术的优点:
1)可用多种材料。其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。特别是金属粉末材料,是目前3D打印技术中最热门的发展方向之一。
2)制造工艺简单。由于可用材料比较多,该工艺按材料的不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构建或部件及工具。
3)高精度。一般能够达到工件整体范围内(-)mm的公差。
4)无需支撑结构。叠层过程出现的悬空层可直接由未烧结的粉末来支撑。
5)材料利用率高。由于不需要支撑,无需添加底座,为常见几种3D打印技术中材料利用率最高的,且价格相对便宜。
DLP:全称叫“数字光投影”技术。使用的耗材和SLA一样,都是光固化树脂。那和SLA有什么区别呢?为什么叫数字光投影呢?其实在机械结构方面,DLP与SLA最大的不同在于,DLP用的是投影仪的数字光源(没用用过投影仪?买一个试试,哈哈),SLA用的是激光头。正因为如此,DLP一扫就是一片,SLA成形只能靠一个激光点。一些DLP机器还可以打多种材料,例如DLP200台面可以打印多种材料,树脂ABS亚克力。
再来说性能:
打印尺寸:
FDM的机器,在架构上灵活多样,有XYZ框架结构的,有三角州结构的,有机械手臂的,因此成形尺寸可以做得很小,也可以做得很大,大家看看这个机器,是不是很大啊?
但是问题也来了,大尺寸的FDM机器,往往会存在稳定性不好,打印速度慢的问题。所以,没有相当强的技术实力的人或公司,是造不好大型FDM机的。
上海复翔的大尺寸机器
而SLA和DLP在成形原理上的限制,暂时就无法做出大型的机器,当然,未来会有更好的,另当别论。SLA理论上和FDM一样可以做的无限大的尺寸,只不过速度会慢,SLA也是通过光轴移动来打印的。而DLP呢?如果做大的话,会牺牲精度,而SLA和FDM不会。
总之,在实际中,成形尺寸上:FDM > SLA ≈ DLP 。
成形精度:
3D打印机有XYZ三个轴来控制精度,Z轴是步进电机精度,就是咱们说的层厚 ,这个精度FDM、DLP、SLA没什么区别,因为买的都是市面上的步进电机,。差别主要是在X、Y轴精度上。现目前,,,。
那么,是不是三者的关系是:DLP > SLA > FDM呢?其实在实现中,还是有一定的差别。当然,FDM是精度是最低的。
由于FDM是一层层通过挤出头挤出耗材的,所以对机械结构要求比较高,在精度上,目前还不是特别的好。台阶效应比较明显(就是一层一层的那个东西)。FDM主要是看喷头,喷头直径越小精度越高,但是喷头小了,也容易造成耗材堵塞,所以喷头不是越小越好。
不同厂家FDM机器的台阶效应对比。
而SLA和DLP机器呢,由于是光照成形,所以精度要高得多
这是著名的美国FORM1的SLA机器打印效果
看看DLP的效果:
这是雪豹DLP机器的效果,这个就几
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