SLA工藝,又稱立體光刻或光造型技術(shù),其核心原理是利用液態(tài)光敏樹脂在特定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的紫外光照射下發(fā)生光聚合反應(yīng),實(shí)現(xiàn)從液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變。這種液態(tài)材料在紫外光作用下分子量迅速增大,完成相變過程。

具體操作時(shí),液槽內(nèi)盛滿液態(tài)光固化樹脂,激光束通過偏轉(zhuǎn)鏡的引導(dǎo),在液態(tài)表面進(jìn)行精準(zhǔn)掃描。掃描軌跡及光線的通斷均由計(jì)算機(jī)精確控制,光斑照射區(qū)域迅速固化。成型初期,工作平臺(tái)定位于液面下特定深度,聚焦后的光斑按計(jì)算機(jī)指令在液面上逐點(diǎn)掃描,實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)固化。每層掃描完成后,未被照射的樹脂仍保持液態(tài)。隨后升降臺(tái)帶動(dòng)平臺(tái)下降一層高度,新一層樹脂覆蓋已成型表面,刮板將高粘度樹脂液面刮平,進(jìn)入下一層掃描。新固化層與前一層牢固粘合,如此循環(huán)直至完成整個(gè)零件制造,最終獲得三維實(shí)體模型。SLA技術(shù)作為快速成型領(lǐng)域研究最深入、工藝最成熟的方法,其加工精度可達(dá)0.1mm,原材料利用率接近100%。
快速成型技術(shù)核心特征
- 復(fù)雜結(jié)構(gòu)加工能力:基于離散/堆積成型原理,將三維制造簡(jiǎn)化為二維疊加過程,可高效加工任意復(fù)雜形狀零件,尤其在復(fù)雜型腔、型面等傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)的領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì)。
- 快速響應(yīng)特性:通過修改或重組CAD模型即可快速獲取新零件的設(shè)計(jì)與加工信息,從設(shè)計(jì)到實(shí)體制造僅需數(shù)小時(shí)至數(shù)十小時(shí),顯著縮短研發(fā)周期。
- 高度柔性化:無需專用夾具或工具即可完成復(fù)雜零件的直接制造,支持模型、原型或零件的快速迭代。
- 技術(shù)集成優(yōu)勢(shì):實(shí)現(xiàn)了材料相變過程與制造過程的一體化,以及設(shè)計(jì)(CAD)與制造(CAM)的深度融合,推動(dòng)機(jī)械工程領(lǐng)域兩大目標(biāo)的落地。
- 跨領(lǐng)域協(xié)同能力:與逆向工程、CAD技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)結(jié)合,構(gòu)建產(chǎn)品快速開發(fā)的全流程解決方案。
快速成型工藝流程
- 三維模型構(gòu)建:RP系統(tǒng)由三維CAD模型直接驅(qū)動(dòng),因此需首先建立加工件的三維模型。該模型可通過Pro/E、Solid Works等CAD軟件直接設(shè)計(jì)生成,也可由二維圖紙轉(zhuǎn)換或通過激光掃描、CT斷層掃描獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù),再利用逆向工程重構(gòu)三維模型。
- SLA激光快速成型:如前所述,通過液態(tài)光敏樹脂的逐層固化完成實(shí)體制造。
- 成型件后處理:從系統(tǒng)中取出成型件后,需進(jìn)行打磨、拋光、涂掛等表面處理,或通過高溫后燒結(jié)進(jìn)一步提升材料強(qiáng)度。
通過上述流程,SLA技術(shù)及快速成型工藝為復(fù)雜零件的高精度、高效制造提供了完整解決方案。
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