在剛接觸3D打印的時候很多人都會有這樣一個疑問,SLA光固化成型和SLS燒結(jié)成型哪個更適合來打印我的模型呢?還有其他的一些工藝材料我要怎么選擇呢?
3D打印也叫做增材制造技術(shù),它就像建房子一樣,從水泥、磚塊,一點一點搭建而成。3D打印也是同樣的道理,它也是由原材料一點點堆積成型從而形成我們想要的部件。
一、光敏樹脂材料——SLA光固化成型
光敏樹脂材料的種類頗多,普通光敏樹脂,高韌性光敏樹脂,高耐溫光敏樹脂,半透明光敏樹脂以及為滿足設(shè)計需求而研發(fā)的各種顏色的光敏樹脂材料。
光敏樹脂原料是一種粘稠的液體,在紫外光的照射下會固化成型,光斑一般是0.1mm,成型的零件表面光滑,可以做噴油上色等后處理。
因為原料是液體,參照我們建房子鋪水泥的時候,一般都是需要用木板來固定起到支撐定型的作用。光敏樹脂材料也是如此需要制作一些支撐位來確保結(jié)構(gòu)。因此有多轉(zhuǎn)彎的細(xì)管道,孔位密集無法移除內(nèi)部空腔支撐的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品一般我們不建議用光敏樹脂打印,這種結(jié)構(gòu)的模型可以選擇用尼龍、尼龍加纖等粉末材料。
二、尼龍、尼龍加纖——SLS粉末燒結(jié)成型
SLS可使用的材料比較多,可使用的材料包括高分子、金屬、陶瓷、石膏、尼龍等多種粉末,但是由于市場的細(xì)化,現(xiàn)在金屬材料會把它叫做SLM,同時由于市場上現(xiàn)在SLS用的材料80%的是尼龍材料及其衍生的尼龍加纖材料,所以我們通常會默認(rèn)為SLS是打印尼龍材料。
SLS粉末燒結(jié)成型的原理是通過激光燒結(jié)把粉末狀的原料融化粘結(jié)成型,因此成型的產(chǎn)品一般比較粗糙,粗糙程度與原材料的精細(xì)度有關(guān),一般產(chǎn)品進(jìn)度是±0.2/100mm。
尼龍粉末材料打印不需要制作多余的支撐,因為粉末本身就有支撐作用,可以參考我們生活上類似的情況:面團(tuán)放在面粉上不會沉下去。
尼龍材料的韌性與耐溫比光敏樹脂材料優(yōu)秀很多,可以用來制作一些有性能要求的結(jié)構(gòu)件。但是SLS粉末燒結(jié)成型有一個缺點就是加工的時間會比較長,如果同一個零件,打印SLS和SLA的話,明顯SLS的交貨時間會比較長,并不是說設(shè)備廠商不給力,其實是由于SLS成型原理決定的。剛才有跟大家講到SLS是燒結(jié)成型,加工前,要有2小時的預(yù)熱時間;零件模型打印完后,要花5至10小時時間冷卻,才能從粉末缸中取出。當(dāng)然這個具體需要幾個小時,要基于當(dāng)時機(jī)器同時在打印多少模型來決定的,通常是5到10個小時,所以這個時間會比較久一點。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,尼龍粉末燒結(jié)成型的部件可以做上色和研磨處理得到設(shè)計需求的顏色并且使得部件表面光滑。
其他的粉末材料也會存在表面光滑度不夠的問題,一般都需要二次加工或手工打磨,因此成本會稍微高一些。
三、PLA聚乳酸——FDM熔融堆積成型
FDM熔融堆積成型技術(shù)是成本最低的一種3D打印技術(shù)。成本低的同時,局限性也大。這種成型技術(shù)利用材料受熱熔化冷卻成型的原理,熔化后被擠出沉積在上一層已固化的材料上,層層堆積形成最終的成品。
FDM技術(shù)適用的材料主要包括實體材料與支撐材料,實體材料為PLA,ABS,ASA等熱塑性材料,這些實體材料同時也可以是支撐材料,但是支撐的材料較難去除,并且在剝離過程中容易損壞模型表面。水溶性支撐材料就因此被研發(fā)出來,這樣的打印需要用雙進(jìn)料或雙噴頭的打印機(jī)才能實現(xiàn)。
以上是目前市場上應(yīng)用最多的3種3D打印工藝,更多的其他3D打印成型原理以及對應(yīng)材料會持續(xù)更新。3D打印除了工藝成型原理是需要考慮的因素,還有對應(yīng)材料工藝的設(shè)計規(guī)范也是一個重要考慮因素。
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