面向生產(chǎn)的第二代SL光固化3D打印機(jī)

2017-09-19

從1986年美國(guó)發(fā)明SL(Stereo Lithography,立體光刻)技術(shù)到現(xiàn)在已有30余年的歷史，SLA(Stereo LithographyApparatus)是立體光刻機(jī)的簡(jiǎn)稱，國(guó)內(nèi)開始時(shí)叫做光固化激光快速成型機(jī)，現(xiàn)在大多數(shù)人把SL技術(shù)與SLA混為一談了,。SL目前已發(fā)展成主要的工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)。SL技術(shù)出現(xiàn)以后一直到最近，技術(shù)和性能上變化不大，我們可把這一階段的SLA統(tǒng)稱為第一代SLA，主要表現(xiàn)在效率上從每小時(shí)幾十克到100克左右，材料性能離功能性差距較大，用途多為原型（手板）打印。

數(shù)造科技的創(chuàng)始人趙毅博士，在盧秉恒院士的領(lǐng)導(dǎo)下，在1995年研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)SLA設(shè)備，在二十多年的潛心研究與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，最近對(duì)SLA軟硬件做了重大改進(jìn)，加上材料性能的進(jìn)步，使得數(shù)造的SL產(chǎn)品性能有了更新?lián)Q代的表現(xiàn)，我們稱之為第二代SL技術(shù)，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

1）打印效率顯著提高，最高可達(dá)到400克/小時(shí)左右，24小時(shí)產(chǎn)量可接近10Kg。

2）材料性能在強(qiáng)度和韌性、耐溫方面大幅提高，達(dá)到接近工程應(yīng)用的程度。

3）尺寸精度和穩(wěn)定性顯著提高。

4）控制軟件上可處理多個(gè)零件，具備完善的自動(dòng)排版功能。

5）面向小批量生產(chǎn)應(yīng)用。

             26只鞋底樣件，24小時(shí)內(nèi)打印完成

數(shù)造科技是從如下幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能提升的：

1） 采用智能變光斑掃描技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)的圖形處理算法，自動(dòng)識(shí)別細(xì)節(jié)，用細(xì)光斑掃描輪廓細(xì)節(jié)，粗光斑填充大面積區(qū)域，在保持細(xì)節(jié)精度的前提下，大幅提高打印效率。

2） 采用高功率激光器和變功率技術(shù)提高效率，掃描支撐和填充時(shí)，用接近1000mw的功率進(jìn)行掃描，最大限度利用激光器的功率。

3） 運(yùn)用快速填充模式減少掃描時(shí)間。

4） 采用多種措施提高打印精度：
a.利用光學(xué)非接觸測(cè)量技術(shù)進(jìn)行掃描系統(tǒng)的標(biāo)定；
b.采用低收縮樹脂；
c.制定了完善合理的精度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，能確保X、Y、Z各方向的尺寸精度和形位精度。

5） 采用多次輪廓掃描和光順打印模式，使得在相同層厚的前提下，表面光潔度更高，大大減少后處理工作量。

6）配備具有專利的快速更換樹脂槽結(jié)構(gòu)，可配多個(gè)深淺不同的樹脂槽，數(shù)分鐘內(nèi)可更換樹脂材料，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多料。

7）目前市場(chǎng)上絕大多SLA采用沉降塊的補(bǔ)液方式，這個(gè)技術(shù)的缺點(diǎn)是樹脂續(xù)航能力差，需要頻繁添加樹脂，針對(duì)此問(wèn)題，數(shù)造科技3DSL系列打印機(jī)采用具有專利技術(shù)的樹脂槽升降式液位控制方式，具有超大的樹脂續(xù)航能力。在此基礎(chǔ)上，數(shù)造科技研發(fā)了獨(dú)特的大小槽嵌套技術(shù)，采用小槽時(shí)，裝1kg的樹脂槽就能實(shí)現(xiàn)打印，尤其適合樹脂研究開發(fā)。

8）3DSL控制軟件具有多種優(yōu)化模式、智能見(jiàn)縫插針式自動(dòng)排版功能。

9) 3DSL控制軟件采用一鍵式打印，操作更加簡(jiǎn)單快捷。

10) 打印過(guò)程中，可以選擇任意一個(gè)件或任一復(fù)制件終止打印。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

試件采用一縮小版的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，零件尺寸，165mm×123mm×98.6mm，零件體積416cm3，一次打印十二個(gè)，總重量約6500克，采用0.1mm厚，刮板速度50mm/秒，激光功率720mw，打印共用時(shí)23時(shí)，平均每小時(shí)282克！采用0.15層厚打印時(shí)，平均每小時(shí)產(chǎn)能405克。實(shí)踐中通過(guò)排更多工件，提高刮板速度，打印效率還有進(jìn)一步提高的空間。