SLA 设计指南

杰克·莱 CNC加工专家

专长于 CNC铣削, CNC车削, 3D打印, 聚氨酯铸造, 和 钣金加工 服务。


立体光刻 (SLA) 是一种使用激光系统固化光敏树脂的 3D 打印工艺。最适合于小型零件 精细的细节和高宽容度.我们将介绍 SLA 打印流程、SLA 优势和局限性,最后介绍 SLA 设计原则。

SLA印刷工艺

SLA 机器通常由紫外激光系统和感光树脂槽组成。罐体底部透明,可用于紫外激光回扫,使激光系统控制打印部件的二维轮廓。

后一种系统在每次通过时固化树脂以形成固体层。该薄片卡在构建板或水箱底部。然后新打印的层从罐底分离,构建板移动1层厚度并重复此过程直到完成零件。

在分离阶段减少新印刷层的力量很重要,这决定了SLA工艺的成功。在分离阶段,在极薄的边缘区域会产生高应力,这会导致零件失效和翘曲。有时零件会粘在水箱底部,而不是底板上。

SLA 打印方向

Z 轴横截面积应该是 SLA 零件定位中最关心的问题。这与打印部件和罐之间的力成正比。由于这个问题,我们还打印有角度的零件,而不是支持考虑。 Z轴的减小截面是SLA打印方向最合适的方式。

了解零件质量对零件定位的影响具有重要意义。为了减小z轴截面积,打印模型应增加支撑量。在特殊情况下,过多的支持会使 SLA 不再具有成本效益,或者一旦取消支持就会影响零件外观。所有这些问题都将鼓励我们优化我们的 SLA 设计,限制水平构件的数量,挖空组件并减少横截面积。

各向同性

SLA 3D 打印生产各向同性部件,因为所有层在 x、y 和 z 方向上相互结合,因此 SLA 部件具有几乎相同的物理特性。无论打印的部件是平行还是垂直于构建板打印,都不会影响最终的材料性能。

SLA印刷设计

打印功能

SLA 机器中的激光光斑尺寸和树脂特性将决定最终零件的详细程度。 SLA 设计一般准则如下:

支撑墙:薄壁应与两侧的其他结构连接,以减少翘曲的机会。设计的最小壁厚应为0.4mm。

无支撑墙:仅连接到一侧的薄壁在印刷过程中很容易翘曲或脱落。无支撑墙的最小尺寸为 0.6mm。此外,我们建议在底部设计圆角底座,用于连接墙壁和其余打印区域,这将减少沿连接区域的应力集中。

悬垂:除非模型没有足够的内部和外部支撑结构,否则 SLA 打印对于悬垂特征没有问题。没有支撑的印刷结构总是会产生翘曲。任何无支撑的长度应小于 1.0mm,与水平面的夹角应大于 19°。

压花细节:表面上方至少 0.1 毫米高度的特征将确保所有细节都可见。

雕刻细节:太小的细节在打印过程中很容易与模型融合,我们建议细节尺寸至少宽0.4mm,厚0.4mm。

水平桥梁: 由于 SLA 过程中可以在两点之间打印桥接,因此我们应该考虑较宽的桥接必须保持在 21mm 以内,并且比细的桥接要短。此外,较宽的桥接会增加z轴接触面积,这将导致剥离过程中的打印失败率。

孔洞:我们建议孔径大于 0.5 毫米,小于此尺寸的任何方向都会在打印过程中被关闭。

连接:运动部件间隙应为0.5mm。装配连接间隙应为 0.2mm。推入或紧密配合间隙应为 0.1mm。

解析度

由于激光系统固化,SLA 比 FDM 具有更高的分辨率。水平 (X, Y) 方向的 SLA 打印分辨率为 30 至 140 微米,由激光光斑大小决定。最小特征尺寸应大于激光光斑尺寸,这是不可调整的。

垂直 (Z) 方向的分辨率从 25 到 200 微米不等。垂直分辨率由零件质量要求或速度要求决定。 25微米和100微米的印刷零件,如果在零件设计中曲线很少或细节很细,就会有无形的差异。

镂空和拔罐

SLA 总是生产实心和致密的零件,一旦这些零件不是功能性零件,我们建议使用镂空零件结构以减少材料用量和打印时间。此外,镂空部分的厚度应至少为2mm,避免打印过程中的故障风险。

在中空零件中,我们需要通过增加排水孔来防止树脂滞留。这些未固化的树脂会引起中空腔的不平衡,最终导致裂缝或孔洞等小故障。这种杯突会在所有零件中传播并导致完全失效或爆炸。排水孔的直径应至少为 3.5 毫米,每个中空截面至少要有一个孔。

限制

打印量

SLA 打印机通常比 FDM 打印机生产更小的零件体积。普通桌面SLA打印机的构建体积为145mm×145mm×175mm,而普通桌面FDM打印机提供223mm×223mm×205mm。对于超过 SLA 体积容量的零件几何形状,我们总是先打印较小的部分,然后再组装。 SLA 部件粘合的最佳方式是 5-30 分钟环氧树脂。

成本比较

SLA 树脂材料比 FDM 灯丝贵,但仍是有竞争力的选择 复杂的细节 一次比较 其他工业 3D 打印技术.

材料特性

SLA 零件不适合装载功能零件。 SLA树脂 自然特性决定了 SLA 零件在长时间内易碎、不稳定和蠕变变形。大多数 SLA 零件需要在 UV 室中进行打印后固化,以增加零件的强度和稳定性。