1详细解读SLA成型技术
【中关村在线3D打印频道原创】软质食物、桌面小玩具、时尚家居甚至化妆品、时装,3D打印机“制造”出来的分属于各个领域的物品一次又一次地令我们目瞪口呆。3D打印机是使用什么技术进行加工制作的呢?实际上3D打印机采用的成型技术有很多种,如:立体光固化成型法(SLA)、熔融层积成型技术(FDM)、选择性激光烧结(SLS)等等。SLA凭借成型精度高、质量好在3D打印领域内享有较高的声誉。那么,什么是3D打印技术中的SLA成型技术?
深析3D打印SLA 光固化3D打印机全球汇
SLA是立体光固化成型法的英文简写形式。该技术主要是利用特定强度的激光聚焦照射在光固化材料的表面(材料主要为树脂),使之点到线、线到面的完成一个层上的打印工作,一层完成之后进行下一层,依次方式循环往复,直至最终成品的完成。
1986年美国博士Charles W Hull在其一篇论文中提出使用激光找色光敏树脂表面,并固化制作三维物体的概念。之后,Charles W Hull申请相关专利。1986年便出现SLA的雏形,SLA是最早提出并实现商业应用的成型技术。1988年,3D打印行业巨头3D Systems公司根据SLA成型技术原理制作世界上第一台SLA 3D打印机——SLA250,并将其商业化。自此,基于SLA成型技术的机型如雨后春笋,相继出现。2012年Formlabs团队在众筹平台推出了一款基于SLA成型技术的3D打印机——Form 1,并在该平台发起众筹以筹集资金。
时至今日,研究和生产SLA技术的组织、企业、团队已然众多。国内相关机构有华中科技大学、珠海西通、智垒等;国外有3DS、Formlabs公司等。那么,这些组织或者企业都有哪些代表性的力作呢?3DS在SLA技术研究领域起步最早,相应生产的机型也众多,如:Projet1500、Objet500 Connex3以及刚刚在欧洲模展上推出的ProX 800等。国内有西通光固化3D打印机、铭展MBot Form1 3D打印机、ATSmake 3D打印机等。
SLA成型技术打印过程一般经过3个步骤:首先,机器对3D模型进行切片化处理,确定打印路径;其次,机器按照程序对光敏树脂材料表面进行照射,照射过程为点到线、线到面,分层进行固化,直至成品出现;最后,将成品取出进行后期处理工作,如染色、喷漆等。
◆SLA成型技术在成型过程中的优点:
1、成型工艺出现早,相对成熟
2、打印精度高、质量好
3、加工速度快,生产周期相对较短
◆SLA成型技术在成型过程中的缺点:
1、SLA机型生产造价高,打印成本负担大
2、SLA机型对工作环境要求较高,操作复杂
3、打印材料树脂具有一定的毒性,需要密封处理
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2国产之SLA桌面机型
●国产之SLA桌面机型
1、西通SLA 3D打印机
西通SLA 3D打印机
成型技术:SLA
成型耗材:液态光敏树脂
打印尺寸:125×125×165mm
打印层厚:25微米(最小)
文件格式:STL
机器尺寸 30×28×45cm
产品重量:8kg
产品特点:打印质量高、精度高、打印尺寸较大
2、MBot Form1 3D打印机
成型技术:SLA
打印材料:光敏树脂
打印尺寸:125125165
打印层厚:0.0025mm
软件格式:STL
产品尺寸:300x280x450mm
连接方式:USB
产品重量:8kg
材料颜色:透明、黑色、灰色
3、ATSmake 3D打印机
成型技术:SLA
打印尺寸:125×125×180mm
耗材类型:光敏树脂
最小厚度:25微米
整机尺寸:380×380×550mm
操作系统:windowsXP的或以上的兼容系统
操控软件:atsmake控制软件
文件格式:STL
连接方式:USB
产品重量:15kg
产品特点:成型精度高、打印质量好
●国外之SLA桌面机型
Formlabs Form1 3D打印机
特点:高精度桌面机型
成型体积:12.5×12.5×16.5厘米
层厚:25微米
最小特征尺寸:300微米
耗材:光敏树脂(Acrylate Photopolymer Resin)
连接:USB 2.0
特点:造型美观、打印精度高
2、Formlabs Form1+ 3D打印机
参考价格:39999元
特点:打印质量高,成品流畅美观
成型体积:125mm×125mm×165mm
层厚:20微米
最小特征尺寸:300微米
耗材:光敏树脂
产品特点:Form 1和Form 1+ 3D打印机同属于Formlabs的产品,Form 1+的打印速度比Form 1快50%,打印质量美观、打印成品流畅
3、OldWorldLabs NANO 3D打印机
OldWorldLabs NANO 3D打印机 图源:http://oldworldlabs.com/
参考价格:4900美金
特点:高精度桌面机型
成型体积:15×15×20厘米
层厚:1微米
最小特征尺寸:300微米
耗材:光敏树脂(Acrylate Photopolymer Resin)
●国外之SLA桌面机型
4、Pegasus Touch 3D打印机
Pegasus Touch 3D打印机由美国拉斯维加斯的Full Spectrum Laser公司推出,其激光固化速度能够达到3000mm/秒,比大多数的FDM 3D打印机快10倍以上,比其它的SLA 3D打印机快6倍以上。
Pegasus Touch 3D打印机 图源:maker8
参考价格:13655元
成型体积:177×177×228mm
机器尺寸:280×360×571mm
接口:以太网,USB,无线网络
速度:最高可达3000毫米/秒
XY定位分辨率:16位精度,3微米
5、Hardcotton Elemental 3D打印机
打印尺寸:200mm×200mm×200mm
成型技术:SLA
打印材料:光敏树脂
Z轴精度:1微米
连接方式:SD卡
产品功能:蓝牙
产品特点:压力控制层高、打印尺寸大
6、mUVe 1 3D打印机
1099美元
打印尺寸:145×145×185mm
打印技术:SLA
打印材料:光敏树脂
产品重量:10kg
连接方式:SD卡
打印速度:360mm/s
电源电压:120/240V
产品特点:成型精度高、打印质量好
5SLA机型之3D Systems
●SLA机型之3D Systems
1、ProJet 1200 3D打印机
ProJet 1200 3D打印机 图:3DS
打印技术:SLA
打印材料:光敏树脂
打印尺寸:43×27×150mm
产品重量:9kg
打印精度:0.03mm
文件格式:STL
表面分辨率:585dpi
产品特点:打印尺寸小、打印精度高、打印速度快,适合多个领域应用
2、ProJet 6000 HD 3D打印机
打印技术:SLA
打印材料:树脂
打印尺寸:250×250×250mm
打印精度:0.125mm
产品尺寸:787×737×1829mm
产品重量:181kg
文件格式:STL、SLC
注释:ProJet 6000有多款3D打印机,如:HD、SD、MP
3DS公司在今年的欧洲模展会上推出一款基于SLA成型技术的3D打印机——ProX 800。据3DS表示,该3D打印机之前的机型基础之上做了多方面的改进,打印质量、打印速度都有所提高,而且打印头、材料、易用性都有相对的提高。
编辑点评:基于SLA成型技术的3D打印机打印精度和质量高,所以造价一般相对较高。SLA机型在国内外3D打印市场占有一定的比例。笔者汇总的3D打印机也是不完全统计。在SLA成型技术领域仍然有很多DIY的3D打印机,这些3D打印机在SLA成型技术乃至整个3D打印领域占有很大的比例。最后,在成型技术方面DLP和SLA相似,而在世界范围内DLP机型也较多,笔者下步将对其进行系统汇总。
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