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立體印刷成型
這種成型法是目前世界上研究最深人、技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種快速成型方法。 1984 年立體印刷成型技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段， 1988 年第一臺(tái)可操作的制造系統(tǒng)商業(yè)化。 1989 年美國(guó)人Chryster首先在工程實(shí)踐中應(yīng)用這種技術(shù)，但直到 1992 年才引起足夠重視。該技術(shù)的開(kāi)拓者是美國(guó) 3D System 公司，它是全世界最大也是第一家 RP 制造商，產(chǎn)品市場(chǎng)占有率約為 30 % ，其生產(chǎn)的 SLA 系列產(chǎn)品獨(dú)占鰲頭，并形成壟斷市場(chǎng)。
1）工藝原理
立體印刷成型（ SLA - Stereolithagraphy Apparatus ) ，又稱立體光刻、光固化等。其基本工藝原理（如圖4所示）是借助 CAD 進(jìn)行所需要原型的三維幾何造型，產(chǎn)生數(shù)據(jù)文件并處理成面化的模型。將模型內(nèi)外表面用小三角平面化離散化，得到目前快速成型制造系統(tǒng)普遍采用的、默認(rèn)為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 STL ( Stereolitho - graphy ）文件格式。按等距離或不等距離的處理方法剖切模型，形成從底部到頂部一系列相互平行的水平截面片層，即通過(guò)計(jì)算機(jī)將面化模型剖切成系列橫截面。利用掃描線算法對(duì)每個(gè)截面片產(chǎn)生包括截面輪廓路徑和內(nèi)部掃描路徑兩方面的最佳路徑。同時(shí)在成型系統(tǒng)上對(duì)模型定位，設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)。
切片信息及生成的路徑信息作為控制成型機(jī)的命令文件（CLI文件），并編出各個(gè)層面的數(shù)控指令送人成型機(jī)。分層越薄，生成的零件精度越高，采用不等厚度分層的目的在于加快成型速度。
激光成型機(jī)中的激光束按數(shù)控指令掃描，使盛于容器內(nèi)的液態(tài)光敏樹(shù)脂逐層固化并粘接在一起。固化過(guò)程從工作平臺(tái)上的第一層液體開(kāi)始，當(dāng)?shù)谝粚庸袒螅ぷ髌脚_(tái)沿Z軸方向下降一段距離（即分層厚度，并考慮材料及工藝因素），使新一層液態(tài)樹(shù)脂覆蓋在已固化層上面，進(jìn)行第二層固化。重復(fù)此過(guò)程至最后一層固化完畢，便生成了三維原型實(shí)體。儲(chǔ)液槽中盛裝的液態(tài)光敏樹(shù)脂在一定波長(zhǎng)（如 325nm ）和強(qiáng)度的紫外激光照射下就會(huì)在一定區(qū)域內(nèi)固化即形成固化點(diǎn)。成型開(kāi)始時(shí)，工作平臺(tái)處在液面下某一確定的深度，如0.05~0.2mm。聚焦后的激光光斑在液面上按計(jì)算機(jī)的指令逐點(diǎn)掃描即逐點(diǎn)固化。當(dāng)一層掃描完成后未被激光照射的樹(shù)脂仍然是液態(tài)的。然后升降架帶動(dòng)平臺(tái)再下降一層高度剛剛成型的層面上面又布滿一層樹(shù)脂再進(jìn)行第二層掃描形成一個(gè)新的加工層并與已固化部分牢牢連接在一起。
對(duì)采用激光偏轉(zhuǎn)鏡掃描的成型機(jī)來(lái)說(shuō)由于激光束被偏轉(zhuǎn)而料射時(shí)焦距和液面光點(diǎn)尺寸是變化的，這直接影響薄層的固化。為了補(bǔ)償焦距和光點(diǎn)尺寸的變化激光束掃描的速度也必須是實(shí)時(shí)調(diào)整的。另外，制作各薄層時(shí)掃描速度也必須根據(jù)被加工材料層厚度變化（分層厚度變化）而作調(diào)整。
2）系統(tǒng)組成
通常立體印刷成型系統(tǒng)由激光器、X-Y 運(yùn)動(dòng)裝置或激光偏轉(zhuǎn)掃描器、光敏性液態(tài)聚合物、聚合物容器、控制軟件和升降工作臺(tái)等部分組成。 |
設(shè)計(jì)軟件格式須知
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