一、SLA 3D打印技術(shù)后處理主要過程
(1)工作臺(tái)升出液面 原型制作結(jié)束后,工作臺(tái)升出液面,停留5~10min,以晾干多余的樹脂。
(2)清洗原型和工作臺(tái) 將原型和工作臺(tái)一起斜放晾干后浸入丙酮、酒精等清洗液體中,攪動(dòng)并刷掉殘留的氣泡。持續(xù)45min左右,之后放入水池中清洗工作臺(tái)約5min。
(3)取出成型件 將薄片狀鏟刀插入成型件與升降臺(tái)板之間,取出成型件。如果成型件較軟時(shí),可以將成型件連同升降臺(tái)板一起取出進(jìn)行后固化處理。
(4)未固化樹脂的排除 如果在成型件內(nèi)部殘留有未固化的樹脂,未固化的樹脂可能在后固化處理或成型件存儲(chǔ)的過程中發(fā)生暗反應(yīng)并收縮,導(dǎo)致成型件變形。因此,在設(shè)計(jì)CAD三維模型時(shí),需預(yù)留若干排液的小孔;或在適當(dāng)?shù)奈恢勉@若干小孔,將液態(tài)樹脂(未固化的樹脂)排出。
(5)原型件表面再次清洗 可以將成型件浸入溶劑或超聲波清洗槽中清洗掉表面的液態(tài)樹脂。如果使用的水溶性溶劑再次清洗,再次清洗后應(yīng)用清水洗掉成型件表面殘留的水溶性溶劑,再用壓縮空氣將清水吹掉。最后用蘸有溶劑(可溶解液態(tài)樹脂的溶劑)的棉簽除去殘留在表面的液態(tài)樹脂。
(6)后固化處理 當(dāng)用激光照射成型的原型件硬度還不滿足要求時(shí),有必要再用紫外線燈照射的光固化和加熱方式對原型件進(jìn)行后固化處理。 用光固化方式進(jìn)行后固化時(shí),建議使用透射到原件內(nèi)部的長波光源,且使用照度較弱的光源進(jìn)行輻照,以避免因急劇反應(yīng)引起內(nèi)部溫度上升。需要注意,后固化過程產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和溫度上升等引起原型件軟化的因素可能使制件發(fā)生變形或出現(xiàn)裂紋。
(7)去除支撐 用剪刀和鑷子等將支撐去除,然后用銼刀和砂紙進(jìn)行光整(個(gè)人理解:使制件光滑平整)。對于比較脆的樹脂材料,在后固化處理步驟后去除支撐容易損傷制件,所以建議在后固化處理步驟前去除支撐。
(8)機(jī)械加工 機(jī)械加工指根據(jù)需要在制件上打孔和攻螺紋等加工。
一般來說,對塑料進(jìn)行切削、銑削、研磨、打孔等精加工容易發(fā)生小片剝離缺損和開裂等問題。對于陽離子型樹脂,打孔時(shí)進(jìn)刀速度過低會(huì)發(fā)生結(jié)膠氣味,速度過高會(huì)出現(xiàn)裂紋。打孔時(shí)為了防止出現(xiàn)開裂,應(yīng)避免鉆頭的偏心旋轉(zhuǎn)。需要攻螺紋的孔,須選擇適當(dāng)?shù)目讖健?
二、SLA 3D打印技術(shù)后處理難點(diǎn)及改進(jìn)
(1)樹脂收縮 樹脂收縮主要由兩部分組成:
1)固化收縮,通常光敏樹脂固化的體收縮率約為10%,線收縮率約為3%。從分子學(xué)層面,光敏樹脂的固化過程是短的小分子向長鏈大分子聚合體轉(zhuǎn)變的過程,其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化。因此,樹脂固化收縮是必然的。
2)當(dāng)激光掃描到液體樹脂表面時(shí)由于溫度變化引起的熱脹冷縮。常用樹脂的熱膨脹系數(shù)為10-4左右,同時(shí),溫度升高的區(qū)域面積較小,因此溫度變化引起的收縮量小,可以忽略不計(jì)。
(2)SLA原型變形
SLA原型變形主要由兩部分組成:
1)樹脂收縮產(chǎn)生的變形。
2)后固化處理時(shí)收縮產(chǎn)生的變形,后固化處理收縮量占總收縮量的25%~40%。
(3)減小變形的改進(jìn)方法 減小SLA原型翹曲變形的方法包括成型工藝改進(jìn)和樹脂配方改進(jìn)。課程具體介紹了樹脂配方改進(jìn)的發(fā)展情況:
工業(yè)粘結(jié)劑制造商Dymax公司推出了一款新型的3D打印樹脂BomarBR-970H,該材料是一款具有高模量的低聚物,主要特點(diǎn)包括:
1)固化速度快,收縮率為0.7%,打印質(zhì)量較高;
2)化學(xué)與色彩穩(wěn)定性好,長時(shí)間放置能保持較高的光學(xué)清晰度;
3)吸水率為0.15(數(shù)值較低),可輕松應(yīng)對潮濕環(huán)境;
4)兼容多個(gè)品牌的光固化3D打印機(jī);
5)較高的抗沖擊強(qiáng)度。
三、SLA 3D打印技術(shù)的發(fā)展情況
SLA 3D打印技術(shù)已應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,如:模型、航空航天、復(fù)雜構(gòu)建、藝術(shù)品、生物醫(yī)藥、微電子等。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:3D打印相關(guān)介紹(10)——SLA 3D打印技術(shù)(下)
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