武汉易成三维是国内领先的3D打印综合方案供应商,始终专注于制造、教育、科研、军工等领域,迄今为止已为约所著名高校、科研院所、约个企业机构提供专业的3D打印设备、服务及平台化数字智造应用方案。
面向专业人士的快速大幅面树脂3D打印机终极指南,以及您需要了解的有关DLP和SLA3D打印机技术的所有信息。
专业级树脂3D打印(也称为立体光刻或大桶聚合)用于从工具和原型到运动器材和牙科模具的所有用途。这些机器通常具有比其消费级表亲更大的构建量,更先进和耐用的材料选择,以及微调零件质量并在更大体积上实现一致性的能力。
树脂印刷几乎受到每个行业的公司的珍视,这些公司需要:
可与注塑成型相媲美的部件
具有复杂细节、复杂几何形状和精细特征的零件
表面非常光滑或纹理柔软的部件
各种材料的零件(一天柔性打印,第二天坚固打印等)
生物相容性塑料中的部件
透明部件
在本指南中,我们将向您介绍树脂打印技术的基本要素,在专业树脂打印机中寻找什么,如何购买树脂打印机以及您需要了解的有关高级树脂材料的信息。
在这里,我们专注于专业或工业树脂打印机-机器平均约为4万元,最高可达20万元。如果您的预算较小,您可以在以下其他武汉易成三维科技指南中找到适合您需求的打印机:
近年来,制造桌面尺寸树脂打印机的公司已将重点转移到专注于牙科和珠宝市场,为新公司进入专业和工业领域以树脂3D打印机制造留下了空间。因此,在本指南中,不代表牙科和珠宝树脂3D打印机。
您已经得出结论,树脂适合您,现在该怎么办?假设您熟悉树脂打印的基础知识-使用一桶暴露在紫外线下的液体光敏塑料逐层构建物体。所有基于树脂的3D打印,其中液体光聚合物树脂存储在大桶中(而不是通过喷嘴喷射墨水),统称为大桶聚合。所有其他名称都是此技术的子类别。
在大桶聚合3D打印类别中,您会发现略有不同的打印机技术-立体光刻(SLA),数字光处理(DLP),液晶显示器(LCD)等-以创建稍微不同的结果,在速度和精细细节之间进行权衡,并将一些独特的打印机与包装区分开来。所有这些技术都使用紫外光固化树脂,但树脂聚合物的固化方式略有不同。
技术术语可能会令人困惑
今天的立体光刻(SLA)通常总是指激光立体光刻。发明了这种工艺并创造了立体光刻这个术语的查克·霍尔(ChuckHall)在他年的专利中将其描述为聚焦在装满液体光聚合物的大桶表面的紫外线“光束”。
数字光处理(DLP)使用数字光投影仪来固化树脂,而不是激光。它将整个图层的图像闪烁到大桶的底部。光是使用数字微镜设备(DMD)选择性地引导的,DMD是由数十万个微小镜子组成的组件。使用DLP打印机生成的图层由所谓的体素(像素的3D等效物)组成。这是因为投影仪屏幕本身由像素组成。
使用SLA,激光器必须以“点对点”技术单独固化树脂。另一方面,DLP投影仪屏幕一次闪烁一层的图像,因此可以同时固化单个层的所有点。通过这种方式,与SLA相比,打印速度更高,因为固化单个层所需的时间更少。
掩蔽立体光刻(MSLA)也称为液晶显示器(LCD)3D打印,与DLP几乎相同。它还在树脂槽处闪烁完整的层,但来自LED阵列的紫外线照射在LCD屏幕而不是投影仪上。屏幕充当蒙版,仅显示当前图层所需的像素。由于LCD单元的成本较低,MSLA已成为预算桌面树脂打印机领域的通用技术,但一些打印机制造商正在将该技术提升到专业人士的新水平。
与DLP一样,LCD光掩模以数字方式显示并由方形像素组成。LCD光掩模的像素大小定义了打印的粒度。因此,XY精度是固定的,不取决于镜头的变焦/缩放效果,就像DLP一样。基于DLP的打印机和MSLA技术之间的另一个区别是,后者利用数百个单独的发射器阵列,而不是像激光二极管或DLP灯泡这样的单点发射器光源。
尽管一些品牌技术更多的是营销而不是科学,但一些制造商在通用技术(SLA和DLP)上存在差异,这些技术实际上代表了重大进步。
例如,3D打印机制造商Carbon称其树脂打印技术为数字光合成(DLS),Origin(现在由Stratasys拥有)将其技术称为可编程光聚合(P),Formlabs提供低力立体光刻(LFS),Azul3D是第一个商业化高面积快速打印(HARP)的公司。还有基于光刻的金属制造(LMM),投影微立体光刻(PμSL)和数字复合材料制造(DCM),这是一种填充光聚合物技术,将金属和陶瓷纤维等功能性添加剂引入树脂。
树脂打印机技术中的佼佼者
尽管市场上有很多类似的打印机,但一些制造商拥有独特的专利技术,可以产生一些令人印象深刻的结果。
例如,Carbon的数字光合成(DLS)3D打印工艺使用数字光投影,透氧光学元件和“可编程液态树脂”来生产部件,然后在烤箱中烘烤,引发二次化学反应并导致材料增强。打印过程也非常快。Carbon表示,它可以在几分钟内打印出一个物体,而使用标准的树脂基工艺则需要数小时。
要发现哪种机器最能满足您的需求和预算,请首先问问自己:
我需要打印的零件有哪些质量(柔性、坚固、透明等),我是否要打印不同质量的不同零件?
我的详细要求有多精确?例如,牙科应用通常需要50微米以内的打印细节,而产品原型可能需要的细节要少得多。
我需要制作多大的印刷品?请注意,较大的构建体积可以创建一个大项目(如头盔)或许多小项目(如60个单独的部件)。
我计划打印多少,我需要打印的速度有多快?
我需要使用生物相容性材料吗?
是否有专门针对我的市场的打印机,例如牙科和珠宝?
事实上,如果您从事牙科行业,则有越来越多的树脂打印机专门用于制造透明的夜间防护装置,模型和植入物(请参阅下面的牙科部分)。对于从事微电子或外科植入物和珠宝制作的人来说也是如此。不断增长的树脂打印机市场正在扩展到更专业的领域。这样做的潜在优势是,这些制造商拥有更多的主题专业知识,并且可以提供有关您希望制作的特定类型印刷品的最佳实践,以及专门为您的应用设计的软件和材料。
尽管我们给出了列表中打印机的价格范围,但不要让它成为您唯一的指南。考虑他们打印的速度有多快,打印的精细程度,最重要的是他们可以使用什么材料进行打印。与为您的企业购买任何主要设备一样,请仔细评估耐用性和易维护性、保修和支持,以及技术的成熟度和行业采用水平。
树脂打印机制造商吹捧其光源的均匀性和使用寿命,易于校准其构建板,用户界面的直观性以及特殊功能,例如实时图像监控,软件驱动的对大桶内条件的控制以及强大的兼容材料菜单。树脂打印机的其他花里胡哨的东西包括无杂乱的树脂墨盒,集成的自动打印-洗涤-固化处理和可变温度打印。
这些功能以及更多功能将使您的工作流程、效率和最终结果产生细微或显著的差异(具体取决于您的使用案例)。
了解精细立体光刻技术背后的细节
如果查看打印机的技术规格表让您头晕目眩,请知道使用相同技术的可比价格范围内不会发现巨大差异。例如,树脂打印机(工业微型打印机除外)的最佳XY分辨率通常在25–50微米(μm)左右。(作为参考,50μm是人类头发的宽度。
一些制造商只谈论分辨率,而另一些制造商则提到分辨率和准确性。分辨率是指可能的层厚度,例如,50μm或μm。精度是指打印后一致性打印的错误窗口。例如,+/-20μm的精度意味着您的打印分辨率可能比您编程的分辨率高出或低于您编程的20μm。
在许多行业中,精度至关重要。对于大多数牙科应用,专业人员通常寻求50μm以内的精度。对于高级珠宝,一些专业人士需要25μm的精度,对于一些医疗应用和电子产品,公司需要5μm的XY打印分辨率和更小的精度,您可以在少数超高微精度打印机中找到。
一般规则是,分辨率越高,零件打印所需的时间就越长。但这就是专业人员和工业机器与消费树脂打印机的不同之处。快速打印高分辨率零件。