3D打印技术最全解析：从设计到工艺

SLA作为3D打印成型方式的一种，因其材料多样化，价格便宜，已被大众所接受，在众多领域得到广泛的应用，今天，小编就带大家一起了解一下什么是SLA工艺及SLA工艺对产品设计的要求及工艺原则有哪些？

1.工艺概述

SLA全称立体光固化成型，是用特定波长与强度的紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应，来逐层固化并生成三维实体的成型方式。

2.工艺原理

SLA利用紫外线照射液体光敏树脂使其固化，加工过程中平台会逐层沉入树脂槽，树脂槽中盛满液态树脂，紫外光在偏转振镜的作用下照射在液面上，按截面轮廓信息扫描，光点经过的地方，受照射的液体就会固化，一次平面扫描便加工出一个与分层平面图形相对应的层面，并与前一层已固化部分牢固地粘接起来，如此反复直至整个工件完成。

采用SLA工艺一般还需要清洗、去支撑、打磨、再固化处理，以得到符合要求的产品。SLA工艺对于悬壁部位需要添加支撑，产品和支撑为同一材质，对于彩色模型，还需后期上色处理。

3.工艺优势

（1）精度高、表面光滑、可制作大尺寸产品；

（2）刚性较好、锐角极好、收缩小；

（3）表面细节极佳，极具质感，制作速度较快；

（4）树脂种类繁多（白色，半透明、全透明、高韧性等）以满足各种性能需求。

4.应用范围

（1）快速加工高精度、高表面质量、多细节手板样件，可用于汽车模具，医疗生物，消费电子、游戏动漫、建筑设计、雕塑造型、家居装饰等领域概念模型、一般部件、外观验证、装配校核，某些情况下可用于功能测试。

（2）针对特殊要求有相应的特性材料，比如耐热树脂、全透明树脂。

5.设计规范

在《3D打印数据模型之经验分享》中提到过现实中没有厚度的东西是不存在的，所以在设计时应注意模型的细节结构，SLA工艺细节结构要求一般为：

（1）最小细节壁厚：0.6mm（大面积薄片厚度要大于2mm）；

（2）最小独立柱子直径：1mm；

（3）最小凸（凹）字笔划宽度：0.35；

（4）最小孔直径：1mm；

（5）最小缝隙：0.4mm；

6.设计原则

（1）抽壳壁厚原则

对于比较厚重的模型，如果抽壳不影响其使用性能，建议抽壳，抽壳可以减轻模型重量，降低模型成本，对于大面模型抽壳后建议添加加强筋，这样可以大大减少模型的变形程度，当然这也要根据模型的结构具体分析，SLA 工艺的的最小抽壳壁厚要求和整体尺寸有关系，随着产品尺寸的增加而壁厚应相应加大。对于小尺寸件（≤200mm）、中等尺寸件（200-400mm），建议最小壁厚为2mm。对于大尺寸件（≥400），建议最小壁厚大于3mm。

(2)35°设计原则

前面提到过SLA工艺对于悬壁部位需要添加支撑，悬壁角度临界值一般为35°，因此在不影响模型使用性能的前提下，模型设计时可以将悬壁与底面的角度设计成大于35°，适当时添加圆角，都可以减少支撑，保证模型尺寸和表面质量。

(3)0.35mm凸凹细节原则

对于下凹的文字或表面细节，一般建议线条宽度至少为0.35mm，深度为0.35 mm，对于凸起的文字或表面细节，建议宽度至少0.35mm，凸起高度至少0.35 mm。

(4)装配件原则

装配件模型一般拥有多个独立的壳体，对于容易拆卸的装配体，我们选择拆开打印，这样就不会影响各个零件的自由摆放，不会影响产品的最佳表面质量，一般建议装配间隙＞0.3mm。

但是对于一些一体打印的可活动模型，有的零件没法拆卸，当然也可以打印，一般建议装配间隙≥0.4mm，要不然可能和其他零件打印成一体的了。

有时候为了打印方便，还可以用支撑梁连接所有的壳体，这样就可以保证大批量打印时你的零件不会丢失，一般建议支撑梁的厚度不小于3mm。

7.工艺原则

（1）45°摆放原则

模型摆放对产品表面质量和强度有很大影响，一般建议工件复杂特征面朝上，有弧面的工件水平摆放的台阶纹理非常明显，类似等高地形图，一般建议与平台底面成45°角或直立摆放，长形工件与刮刀一般垂直或斜45°摆放。

（2）超大件拼接原则

对于超出打印平台尺寸的超大件，可以采用拼接的方法，一般建议拼接间隙＞0.3mm。拼接时可以添加三角形、长方形、锯齿、凸台和销型进行定位连接，采用AB胶水进行粘接。

（3）工艺孔原则

为了保证抽壳后的模型内腔的液态树脂顺利流出来，以减轻模型重量，降低模型制作成本，应在模型非重要面开孔，开孔孔径与模型开孔面的大小有关，但一般建议最小孔径为3mm，最大为30mm，具体要根据模型大小和具体结构进行设计，后处理结束后可以把工艺孔堵起来，可以用槽口进行定位，再经过适量的打磨就可以了。

（4）上色件原则

对于简单上色件，可以采用一体化打印再上色就可以了，对于复杂上色件，应根据上色的要求将上色模型拆开，上完颜色后再进行组装，组装原则按照拼接原则留连接结构和间隙。

8.交付原则

交付周期：SLA工艺一般48-72小时，紧急情况可在36小时内交付；

平均精度：±0.1mm(L<100mm)，±0.1%(L>100mm)；

最大单体成型尺寸：600*600*400(mm)；

表面：未经打磨处理的产品表面可能会存在层纹，层纹可以被打磨处理掉，适合打磨、喷砂、喷涂、染色、丝印、电镀多种表面处理工艺。

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