光固化3d打印机原理(光固化3d打印机原理详解)

海潮机械 2023-01-05 11:24 编辑:admin 199阅读

1. 光固化3d打印机原理详解

光固化指单体、低聚体或聚合体基质在光诱导下的固化过程。光固化技术应用在以下一些行业:光固化涂料和光固化油墨相对于传统的涂料、油墨来说主要优势就是环保,这是由于采用了活性稀释剂调节黏度,其有机挥发性组分含量极低。

非光固化的涂料或油墨也有环保型的,例如水性涂料和水性油墨,双组分热固化涂料、粉末涂料等。

相对于这些应用来说,光固化技术的优势就在于快速、低能耗。

一些应用技术是把光固化技术和其他技术结合起来,例如光固化水性涂料、光固化粉末涂料,使其优势更加突出。光固化保护套。光固化保护套应用在石油管道定向钻穿越时,用于保护外防腐层不受破坏 。

在其他一些领域的应用,例如光固化胶粘剂、光刻胶、激光三维成像、三维造型等,则更看重光固化技术的快速的特点:光固化技术在3d打印机方面也日益重要,(桌面光固化打印机)其原理是聚合物单体与预聚体组成光引发剂 (光敏剂),简称(szg-3d)经过UV光(例如,250-405 nM波长)照射后,引起聚合反应,完成固化, 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.

2. 光固化3d打印机结构

光固化式3d打印机基于光固化成型原理,不同于fdm机器使用线材,光固化3d打印机耗材是光敏树脂,成型精度高,表面效果好,比pla材质的模型表面更加光滑。根据所采用光源的不同,可以细分为sla和dlp两种光固化机器。

首先来说下sla,它采用的是激光照射光敏树脂的方式,类似于fdm,成型过程都是走轨迹。激光头依照模型切片生成的g代码,从点到面再到线,顺序扫描每一层模型切面。被激光照射到的光敏树脂迅速固化。为了实现高速扫描,激光经激光器产生经过xy两个垂直方向的振镜依次反射,再照射到树脂表面。类似机器有form1+,成型精度高,大部分的高精度工业级光固化机器都是采用sla。

另一种dlp式光固化3d打印机速度就要快得多了,因为它的光源是来自投影仪或者led屏。每次将一个模型的切面通过白光照射到树脂,未成型的部分是黑色,利用这种方式每次成型一个面,速度优势明显,但是精度要略低于sla。它的打印时间只取决于索要打印模型的高度,而与模型数量以及体积无关。采用这种方式可实现小批量快速生产。

dlp式3d打印机又分为上投式和下投式,下投式即投影仪在下方,树脂槽底部透明,内侧覆盖离型膜或者硅胶,以避免模型固化在槽上,每次成型平台上抬一个层厚的距离。不过为了能够充分离型以及底部补充树脂,一般采用先升再降的方式,即如果以0.1mm层厚打印,先抬高5mm,再下降4.9mm。采用下投式离型膜及硅胶多次使用后容易损坏,因此也属于耗材,b9就属于这类机器。上投式的优点是没有离型的问题,每次成型面均在液面,成型后模型浸在树脂内。lumipocket但是这种方式也会有问题,树脂表面张力会影响成型层层厚及成型效果,因此工业级的dlp会多一个刮板装置。每次成型平台下降时,刮板都会将液面刮平,以减小树脂表面张力的影响。

3. 3d打印机光固化是什么意思

那必须在3D打印机表面设置精准的切割光线,才可以在打印时保持光滑的表面

4. 光固化3d打印机工作原理

一、3D打印技术简介

3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿,或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件,意味着“3D打印”这项技术的普及。

二、3D打印技术原理分析

1.三维设计

3D打印的设计过程是:先通过计算机辅助设计(CAD)或计算机动画建模软件建模,再将建成的三维模型“分割”成逐层的截面,从而指导打印机逐层打印。

设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来大致模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描来产生三维文件的扫描器,其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。

2.打印过程

打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。

打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米来计算的。一般的厚度为100微米,即0.1毫米,也有部分打印机如ObjetConnex系列还有3DSystems‘ProJet系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天,根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用3D打印的技术则可以将时间缩短为数个小时,当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。

3D打印枪械

传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品,而3D打印技术则可以以更快,更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸的3D打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要。

3.完成

目前3D打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够(在弯曲的表面可能会比较粗糙,像图像上的锯齿一样),要获得更高分辨率的物品可以通过如下方法:先用当前的3D打印机打出稍大一点的物体,再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。

5. 光固化3D打印机结构

光固化参数设置的生成需要设置,层厚、底层数、曝光时间、底层曝光时间、灯灭延迟、底层灯灭延迟、底层抬升距离、抬升距离、底层抬升速度、抬升速度、回程速度。

6. 3D打印机光固化

光敏树脂是由光引发剂,单体聚合物与预聚体组成的混合物,这种材料可在特定波长紫外光聚焦下完成固化。光敏树脂一般是液化状态,使用该材料打印物体一般具备高强度、耐高温、防水等特点。然而,光敏树脂材料长期不使用容易导致硬化,并且该材料具备一定的毒性,在不使用的状态下需要对其进行封闭保存。光敏树脂材料尚有许多不同的类别,细分的光敏树脂材料根据配方或者制作方式的不同呈现出不同的性能,同时适合应用于不同的领域。

7. diy光固化3d打印机教程

主要看所需要的应用领域,想在齿科、珠宝行业领域方面,要求制作的模型精度高、制作时间短就选择光固化3d打印机;在工业、建筑等领域要求制作大件模型的就选择热熔3d打印机。

光固化3d打印是最早也是最为成熟的3d打印技术,其优点就是打印精度高、速度快、体积小等,缺点就是能打印的尺寸较小、使用的树脂耗材再没打印前含有一定的毒性。

而热熔技术这是在光固化技术发展十几年之后才出现的一类新的3d打印技术,统称为FDM(熔融成形技术),虽然这技术较光固化技术起步较晚,但其在应用领域更广,比如建筑、艺术、工业设计、玩具、广告字等领域广泛应用。优点就在于打印的尺寸大、制作成本、耗材环保低等,缺点也是比较明显的,比如打印速度慢、需要支撑材料等。