【3D列印知識(shí)】 SLA 3D列印創(chuàng)建熱成型模板的應(yīng)用指南
高質(zhì)量的為熱成型創(chuàng)建模板可以通過各種製造方式實(shí)現(xiàn),包括 3D 列印。在上一篇文章中,我們探討了 SLS 用於創(chuàng)建熱成型模板的技術(shù)及實(shí)用知識(shí)!接下來,這篇我們將深入探討使用 SLA 3D 列印創(chuàng)建熱成型模板,包括最佳實(shí)踐方法、優(yōu)點(diǎn)等等。
什麼是樹脂 3D 列印?
立體光刻(SLA)3D列印或樹脂3D列印是一種快速成型製造技術(shù),通過光源(通常是激光或投影)將液態(tài)樹脂固化成硬化塑料。與其他3D列印技術(shù)相比,SLA 零件具有更高分辨率和出色的表面光潔度。 SLA 3D列印技術(shù)還與多種材料兼容,意味著它可以創(chuàng)造出同樣廣泛的用途!
那SLA有什麼好處?
光滑的表面處理
SLA 3D 列印能夠製造出表面光滑的零件且無需任何後期處理,從而節(jié)省大量時(shí)間!在熱成型中有光滑的表面是非常有用,這使成品在某些應(yīng)用中更容易脫模,減省工序又無損成品質(zhì)量。
在下圖中,你可以看到樹脂3D 列印部件(SLA)沒有明顯的層次,而用線材3D 列印(FDM)製作的相同部件則有清晰的層次紋理。
比較: FDM 線材 3D 列印(左)和 SLA 樹脂 3D 列印(右)
列印複雜圖案
SLA 3D 列印能夠?qū)崿F(xiàn)非常精細(xì)的效果。這在熱成型中非常有用,尤其是在創(chuàng)建具有特定表面圖案、紋理甚至文字的模板時(shí)。
Formlabs 製造的零件可以達(dá)到的細(xì)節(jié)級別(來源:Formlabs)
兼容各種材料
SLA 3D 列印可與數(shù)十種樹脂兼容,每種樹脂都具有特定的特性。其中一些樹脂,如 Formlabs 的高溫樹脂,是製作熱成型模板的理想材料。
Formlabs 高溫樹脂(來源:Formlabs)
設(shè)計(jì)和製造熱成型模板
以下是使用 SLA 3D 列印設(shè)計(jì)和製作熱成型模板時(shí)要特別注意的一些提示和最佳實(shí)踐方法。
氣孔尺寸
由於 SLA 3D 列印非常精確,你可以創(chuàng)建小到幾乎看不見的氣孔。對於 Mayku Multiplier,我們建議氣孔不超過 0.4 毫米。較大的氣孔可能會(huì)導(dǎo)致最後列印出來的部件出現(xiàn)明顯的氣孔,或在成型過程中導(dǎo)致塑料板破裂。我們也建議在原型設(shè)計(jì)階段測試模板的最小氣孔。
帶有氣孔的熱成型模板
以下是實(shí)現(xiàn)最佳氣孔的兩個(gè)技巧:
• 在模板表面增加 0.4 毫米的錐形氣孔,氣孔在模板背面變大(約 2 毫米)。這樣可以防止樹脂滯留。
• 在對模板進(jìn)行後處理和固化之前,用針或氣槍清除所有氣孔內(nèi)未固化的樹脂。
熱成型模板上的錐形氣孔
列印方向
當(dāng)列印切片時(shí),一定要確定零件的方向,使零件上可肉眼看見的支撐材料盡量減少。這樣你列印出來的模板會(huì)看起來更好,也能節(jié)省後期處理時(shí)間。
Formlabs PreForm 上的列印方向預(yù)覽
空心模板
在某些情況下,製作空心模板可以減少列印時(shí)間和材料用量。
在製作空心模板時(shí),應(yīng)該在物體的內(nèi)部添加支撐結(jié)構(gòu),以增加其阻力並允許多次使用。內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨後可以用石膏或類似材料填充,使部件恢復(fù)實(shí)心,但重要的是不要覆蓋氣孔,而模板內(nèi)部的密度取決於應(yīng)用和其整體尺寸。
最後,如果你的模板將與 Mayku Multiplier桌上型壓力成型機(jī) 一起使用,我們建議在挖空的物體上使用至少 5 毫米的外殼。
空心熱成型模板
層高
SLA 3D 列印的層線不如線材 3D 列印 (FDM) 那麼明顯。如果你的模板需要光滑的表面,請?jiān)谧钺岬哪0迳鲜褂?0.05 毫米的層高,以盡量減少層線的可見度。
還需要注意的是,如果模板的幾何形狀有很多曲線特徵,圖層可能會(huì)更加明顯。在這種情況下,你可以通過列印較薄的圖層和修改列印方向來更好地隱藏圖層線。
SLA 3D 列印層高比較(來源:Formlabs)
推薦的樹脂材料
在使用 SLA 3D 列印創(chuàng)建熱成型模板時(shí),我們推薦使用硬質(zhì)或高溫樹脂,它們具有高熱穩(wěn)定性、較高的熱變形溫度和拉伸強(qiáng)度。
雖然使用標(biāo)準(zhǔn)樹脂製作的熱成型模板與 Mayku 的3D成型機(jī)(包括Multiplier)兼容,但它們往往最適用於早期原型製作。但最後的模板應(yīng)使用高溫樹脂製作,因?yàn)楦邷貥渲哂懈玫臋C(jī)械性能。
Formlabs 特種樹脂(來源:Formlabs)
樹脂3D 列印和熱成型模板的其他注意事項(xiàng)
以下是使用樹脂3D列印製作熱成型模板時(shí)需要考慮的一些事項(xiàng):
• 後處理:所有樹脂3D列印部件都需要進(jìn)行後處理。部件需要在異丙醇(IPA)中漂洗,以去除表面未固化的樹脂,然後使用紫外線固化,以達(dá)到盡可能高的強(qiáng)度。
• 模板尺寸:樹脂3D列印非常適合中小型模板。也可以製作大型模板,但必須了解製作這種模板的價(jià)格會(huì)更高。如果可以的話,不妨將較大的模板分割成多個(gè)較小的部件。
Formlabs 生產(chǎn)的部件正在 Form Wash 中清洗(來源:Formlabs)
SLA 熱成型模板的應(yīng)用
使用 SLA 3D 列印機(jī)製作的熱成型模板在各行各業(yè)的應(yīng)用中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其中包括:
• 工業(yè)設(shè)計(jì):高水平的細(xì)節(jié)和複雜的幾何形狀對工業(yè)設(shè)計(jì)師來說非常重要,而樹脂3D 列印可滿足他們的需求,為產(chǎn)品或其他部件或工具創(chuàng)建適用於艱苦工作環(huán)境的外殼。
• 巧克力:乾淨(jìng)的表面紋理和小細(xì)節(jié)對巧克力製作者來說至關(guān)重要。樹脂3D 列印是一項(xiàng)近乎完美的技術(shù),可用於創(chuàng)建獨(dú)特而複雜的設(shè)計(jì)。
• 包裝:在製作包裝原型時(shí),高水平的細(xì)節(jié)和模板尺寸公差是關(guān)鍵,而 SLA 3D 列印技術(shù)恰恰可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
SLA 3D 列印包裝托盤模板
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參考資料