四種光固化成型系統(SLA、DLP、CLIP和PolyJet)

SLA成型系統包括光源系統、光學掃描系統、託板升降系統、塗覆刮平系統等。


四種光固化成型系統(SLA、DLP、CLIP和PolyJet)

SLA成型系統


光源系統:對光源的選擇,主要取決於光敏劑對不同頻率的光子的吸收。由於大部分光敏劑在紫外區的光吸收係數較大,一般使用很低的光能量密度就可使樹脂固化,所以一般都採用輸出在紫外波段的光源。

光源系統的選擇主要根據固化的光波波長、輸出功率、工作狀態及價格等因素來確定。分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器和普通紫外燈。


四種光固化成型系統(SLA、DLP、CLIP和PolyJet)

光源選擇參照列表


光學掃描系統:可分為數控X-Y導軌式掃描系統和振鏡式激光掃描系統

數控X-Y導軌式掃描系統實質是在計算機控制下的二維運動工作臺。優點為結構簡單、成本低、定位精度高,缺點為掃描速度相對較慢。


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數控X-Y導軌式掃描系統


振鏡式激光掃描系統常用於高精度大型快速成型系統。優點為低慣量、速度快、動態特性好;缺點為結構複雜,對光路要求高,調整麻煩,價格較高。


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振鏡式激光掃描系統


託板升降系統:採用步進電機驅動、精密滾珠絲槓傳導及精密導軌導向的結構,完成零件支撐及在Z軸方向運動。(工作臺上的蜂窩狀小孔是為了減少運動對液麵的攪動)


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託板升降系統


塗覆刮平系統:使液麵儘快流平,提高塗覆效率,縮短成型時間。分為吸附式塗覆、浸沒式塗覆和吸附浸沒式塗覆

吸附式塗覆刮平系統由刮刀(有吸附槽和前、後刃)、壓力控制閥和真空泵等組成,由於吸附槽較小、內含樹脂較少,適合於斷面尺寸較小的實體。


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吸附式塗覆刮平系統


浸沒式塗覆刮平系統適合斷面尺寸較大的實體,但刮刀只刮平樹脂液麵,颳走後的氣泡仍留在樹脂槽中,較難消失。若氣泡附在工件上面,則可能導致工件出現氣孔,影響質量。


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浸沒式塗覆刮平系統


塗覆浸沒式塗覆刮平系統綜合了吸附式和浸沒式的優點,能明顯地提高工件的表面質量和精度。



DLP成型系統:由光學系統、數據處理系統、控制系統和機械系統組成。


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DLP成型系統


SLA的激光投射是以點(一維)為單位,而DLP系統是以面(二維)為投影單位,關鍵區別在於光學系統。

光學系統:由聚光系統、數字微鏡(DMD)以及投影物鏡三個部分組成。聚光系統提供均勻的照明入射光束,數字微鏡通過電信號形成二維輪廓,通過投影物鏡投影到樹脂面上。


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DLP光學系統



CLIP成型系統:是基於DLP系統的又一改進,連續液麵製造技術。

原理是底部的紫外光投影讓光敏樹脂固化,而氧抑制固化,水槽底部的液態樹脂由於接觸氧氣而保持穩定的液態區域,這樣就保證了固化的連續性。

優勢:打印速度快比傳統的3D打印機要快25-100倍,理論上有提高到1000倍的潛力。打印精度高,光圖像可以做到連續變化,相當於從疊加幻燈片進化成了疊加視頻。

具體原理:https://www.bilibili.com/video/BV1kx411o7Eg?from=search&seid=16409543735857744517


四種光固化成型系統(SLA、DLP、CLIP和PolyJet)

CLIP系統組成



PolyJet成型系統

採用陣列式噴頭,成型材料為一種剛性材料和一種彈性材料,這兩種材料可以根據圖形像素點的要求以任意比例組合,形成連續多功能梯度的材料混合物,從而實現多材料打印。

每一層感光聚合材料在被噴射後立即用紫外線光進行凝固,從而製作出完全凝固的模型,可以立即進行搬運與使用,而無需事後凝固。可以用手或者通過噴水的方式很容易地清除為支持複雜幾何形狀而特別設計的凝膠體狀支持材料。

主要優勢在於不需要後期固化。


四種光固化成型系統(SLA、DLP、CLIP和PolyJet)

PolyJet成型系統



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