從設(shè)計(jì)到打印全面解析SLA 3D打印技術(shù)

SLA作為3D打印成型方式的一種，因其材料多樣化，價(jià)格便宜，已被大眾所接受，在眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，今天，小編就帶大家一起了解一下什么是SLA工藝及SLA工藝對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求及工藝原則有哪些？

1.工藝概述

SLA全稱立體光固化成型，是用特定波長(zhǎng)與強(qiáng)度的紫外光照射液態(tài)光敏樹脂發(fā)生聚合反應(yīng)，來(lái)逐層固化并生成三維實(shí)體的成型方式。

2.工藝原理

SLA利用紫外線照射液體光敏樹脂使其固化，加工過程中平臺(tái)會(huì)逐層沉入樹脂槽，樹脂槽中盛滿液態(tài)樹脂，紫外光在偏轉(zhuǎn)振鏡的作用下照射在液面上，按截面輪廓信息掃描，光點(diǎn)經(jīng)過的地方，受照射的液體就會(huì)固化，一次平面掃描便加工出一個(gè)與分層平面圖形相對(duì)應(yīng)的層面，并與前一層已固化部分牢固地粘接起來(lái)，如此反復(fù)直至整個(gè)工件完成。

采用SLA工藝一般還需要清洗、去支撐、打磨、再固化處理，以得到符合要求的產(chǎn)品。SLA工藝對(duì)于懸壁部位需要添加支撐，產(chǎn)品和支撐為同一材質(zhì)，對(duì)于彩色模型，還需后期上色處理。

3.工藝優(yōu)勢(shì)

（1）精度高、表面光滑、可制作大尺寸產(chǎn)品；

（2）剛性較好、銳角極好、收縮??；

（3）表面細(xì)節(jié)極佳，極具質(zhì)感，制作速度較快；

（4）樹脂種類繁多（白色，半透明、全透明、高韌性等）以滿足各種性能需求。

4.應(yīng)用范圍

（1）快速加工高精度、高表面質(zhì)量、多細(xì)節(jié)手板樣件，可用于汽車模具，醫(yī)療生物，消費(fèi)電子、游戲動(dòng)漫、建筑設(shè)計(jì)、雕塑造型、家居裝飾等領(lǐng)域概念模型、一般部件、外觀驗(yàn)證、裝配校核，某些情況下可用于功能測(cè)試。

（2）針對(duì)特殊要求有相應(yīng)的特性材料，比如耐熱樹脂、全透明樹脂。

5.設(shè)計(jì)規(guī)范

在《3D打印數(shù)據(jù)模型之經(jīng)驗(yàn)分享》中提到過現(xiàn)實(shí)中沒有厚度的東西是不存在的，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意模型的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，SLA工藝細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)要求一般為：

（1）最小細(xì)節(jié)壁厚：0.6mm（大面積薄片厚度要大于2mm）；

（2）最小獨(dú)立柱子直徑：1mm；

（3）最小凸（凹）字筆劃寬度：0.35；

（4）最小孔直徑：1mm；

（5）最小縫隙：0.4mm；

6.設(shè)計(jì)原則

（1）抽殼壁厚原則

對(duì)于比較厚重的模型，如果抽殼不影響其使用性能，建議抽殼，抽殼可以減輕模型重量，降低模型成本，對(duì)于大面模型抽殼后建議添加加強(qiáng)筋，這樣可以大大減少模型的變形程度，當(dāng)然這也要根據(jù)模型的結(jié)構(gòu)具體分析，SLA 工藝的的最小抽殼壁厚要求和整體尺寸有關(guān)系，隨著產(chǎn)品尺寸的增加而壁厚應(yīng)相應(yīng)加大。對(duì)于小尺寸件（≤200mm）、中等尺寸件（200-400mm），建議最小壁厚為2mm。對(duì)于大尺寸件（≥400），建議最小壁厚大于3mm。

(2)35°設(shè)計(jì)原則

前面提到過SLA工藝對(duì)于懸壁部位需要添加支撐，懸壁角度臨界值一般為35°，因此在不影響模型使用性能的前提下，模型設(shè)計(jì)時(shí)可以將懸壁與底面的角度設(shè)計(jì)成大于35°，適當(dāng)時(shí)添加圓角，都可以減少支撐，保證模型尺寸和表面質(zhì)量。

(3)0.35mm凸凹細(xì)節(jié)原則

對(duì)于下凹的文字或表面細(xì)節(jié)，一般建議線條寬度至少為0.35mm，深度為0.35 mm，對(duì)于凸起的文字或表面細(xì)節(jié)，建議寬度至少0.35mm，凸起高度至少0.35 mm。

(4)裝配件原則

裝配件模型一般擁有多個(gè)獨(dú)立的殼體，對(duì)于容易拆卸的裝配體，我們選擇拆開打印，這樣就不會(huì)影響各個(gè)零件的自由擺放，不會(huì)影響產(chǎn)品的最佳表面質(zhì)量，一般建議裝配間隙＞0.3mm。

但是對(duì)于一些一體打印的可活動(dòng)模型，有的零件沒法拆卸，當(dāng)然也可以打印，一般建議裝配間隙≥0.4mm，要不然可能和其他零件打印成一體的了。

有時(shí)候?yàn)榱舜蛴》奖悖€可以用支撐梁連接所有的殼體，這樣就可以保證大批量打印時(shí)你的零件不會(huì)丟失，一般建議支撐梁的厚度不小于3mm。

7.工藝原則

（1）45°擺放原則

模型擺放對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量和強(qiáng)度有很大影響，一般建議工件復(fù)雜特征面朝上，有弧面的工件水平擺放的臺(tái)階紋理非常明顯，類似等高地形圖，一般建議與平臺(tái)底面成45°角或直立擺放，長(zhǎng)形工件與刮刀一般垂直或斜45°擺放。

（2）超大件拼接原則

對(duì)于超出打印平臺(tái)尺寸的超大件，可以采用拼接的方法，一般建議拼接間隙＞0.3mm。拼接時(shí)可以添加三角形、長(zhǎng)方形、鋸齒、凸臺(tái)和銷型進(jìn)行定位連接，采用AB膠水進(jìn)行粘接。

（3）工藝孔原則

為了保證抽殼后的模型內(nèi)腔的液態(tài)樹脂順利流出來(lái)，以減輕模型重量，降低模型制作成本，應(yīng)在模型非重要面開孔，開孔孔徑與模型開孔面的大小有關(guān)，但一般建議最小孔徑為3mm，最大為30mm，具體要根據(jù)模型大小和具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，后處理結(jié)束后可以把工藝孔堵起來(lái)，可以用槽口進(jìn)行定位，再經(jīng)過適量的打磨就可以了。

（4）上色件原則

對(duì)于簡(jiǎn)單上色件，可以采用一體化打印再上色就可以了，對(duì)于復(fù)雜上色件，應(yīng)根據(jù)上色的要求將上色模型拆開，上完顏色后再進(jìn)行組裝，組裝原則按照拼接原則留連接結(jié)構(gòu)和間隙。

8.交付原則

交付周期：SLA工藝一般48-72小時(shí)，緊急情況可在36小時(shí)內(nèi)交付；

平均精度：±0.1mm(L<100mm)，±0.1%(L>100mm)；

最大單體成型尺寸：600*600*400(mm)；

表面：未經(jīng)打磨處理的產(chǎn)品表面可能會(huì)存在層紋，層紋可以被打磨處理掉，適合打磨、噴砂、噴涂、染色、絲印、電鍍多種表面處理工藝。

審核編輯 黃昊宇