如何為SLA 3D打印設(shè)計(jì)模型零件

SLA光固化3D打印機(jī)使用激光非常精確地固化光敏樹脂，從而使設(shè)計(jì)人員可以創(chuàng)建復(fù)雜，細(xì)節(jié)豐富的模型。與所有其他3D打印過程一樣，SLA也是從3D模型開始，該模型是要打印的三維對(duì)象的數(shù)字表示。

在將3D模型導(dǎo)出為STL文件進(jìn)行3D打印之前，通常會(huì)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件創(chuàng)建SLA模型，良好打印的要求之一是針對(duì)3D打印進(jìn)行了優(yōu)化的精心設(shè)計(jì)的模型。

博瑞展整理了一些常規(guī)技術(shù)和成熟的方法可以為您提供實(shí)用的SLA設(shè)計(jì)。在本文中，我們想探索這些技術(shù)和方法。

由于SLA3d打印機(jī)具有不同的規(guī)格和功能，因此我們將使用行業(yè)專家的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括3D打印機(jī)廠家和3D打印服務(wù)公司。作為設(shè)計(jì)師，期望與這些數(shù)字略有不同。

鏤空件如何設(shè)計(jì)

打印實(shí)心產(chǎn)品零件會(huì)增加所需材料的數(shù)量，從而增加成本，并且只有在部件功能正常時(shí)才應(yīng)考慮。這就是為什么抽空是SLA3D打印中的常見做法，它節(jié)省了材料和時(shí)間。

我們必須做相關(guān)處理，否則空心化會(huì)導(dǎo)致未固化的樹脂滯留在打印產(chǎn)品內(nèi)部。

解決方案：在模型中添加排水孔。

排水孔通常放置在工件的底部。除了充當(dāng)多余樹脂的出口外，孔還可以確保模型壁兩邊的液體壓力相等。排水孔的位置通常取決于打印方向。

根據(jù)博瑞展工程師建議，排水孔直徑應(yīng)大于3.5毫米。否則，零件內(nèi)部將殘留樹脂，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品破裂。

3D打印壁厚設(shè)置

壁厚在3D打印過程中有很多影響：

首先，壁厚太厚將導(dǎo)致使用更多的樹脂，這增加了打印成本。

其次，如果壁厚不均勻，則與材料較多的較厚部分相比，材料較少的較薄部分趨向于收縮較少且將停止收縮，將導(dǎo)致翹曲和破裂。

最后，無支撐的面可能會(huì)分離或翹曲。

解決方案1：保持壁厚要薄。

壁越薄，物體的重量就越輕，零件使用的樹脂就越少，這更具成本效益。這對(duì)于自下而上的SLA 3D打印尤為重要，在SLA 3D打印中，打印的零件上下顛倒并受到重力的作用。

但是也要確保您的墻壁不太薄，否則會(huì)使打印的部分更脆弱。這些壁在不到兩個(gè)側(cè)面上與其余部分相連，因此很可能會(huì)分離或翹曲。建議這些類型的墻和圓角底座的厚度至少為1.5 mm。

解決方案2： 保持墻壁均勻。

為了避免裂紋和翹曲，請(qǐng)保持壁厚均勻一致。如果由于設(shè)計(jì)限制不可能有均勻的墻，請(qǐng)確保壁厚的變化盡可能均勻。

懸空

在SLA3D打印中，當(dāng)模型缺乏足夠的支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，懸空成為一個(gè)問題。實(shí)際上，如果沒有足夠的支撐結(jié)構(gòu)，除非滿足某些要求，否則無法打印懸空物。

解決方案1： 支撐懸垂度小于19度。

如果有任何機(jī)會(huì)需要在沒有支撐的情況下進(jìn)行打印，則任何不受支撐的懸垂都必須與水平方向至少成19° 。小于19°的打印將導(dǎo)致剝離過程中的突出部分折斷。

解決方案2：支撐懸垂超過1毫米。

博瑞展建議**不支持的突出長度為1.0毫米。超出此范圍的任何東西都會(huì)輕微變形，并且變形會(huì)隨著長度的增加而增加。

小孔

較小的孔（直徑小于0.635毫米）始終很難打印，因?yàn)樵诖蛴∵^程中它們可能會(huì)封閉。

解決方案1：堅(jiān)持最小直徑。

建議最小孔徑為0.5毫米，并確保在打印過程中X，Y和Z軸上小于0.5毫米的任何東西都可能閉合。

解決方案2：手動(dòng)打孔。

您可以考慮使用鉆頭手動(dòng)制作孔，而不是在設(shè)計(jì)中加入孔。這樣可以避免打孔不當(dāng)而感到沮喪。

內(nèi)螺紋

SLA3D打印零件具有分辨率公差，并且容易損壞。這樣，SLA打印的螺紋將幾乎沒有甚至沒有拉出強(qiáng)度，這意味著螺紋部分幾乎不會(huì)受力。因此，拉出緊固件很容易。

解決方案：使用螺紋嵌件而不是內(nèi)螺紋。

由于SLA3d打印可能比較忙，因此請(qǐng)避免設(shè)計(jì)內(nèi)螺紋，而應(yīng)使用螺紋嵌件。

壓紋

為了使您的文字或其他細(xì)部可見（凹陷或浮雕），您必須達(dá)到最小的高度和寬度。如果設(shè)計(jì)的測(cè)量值低于最小值，將使該部件無法打印，這是常見的問題，當(dāng)您需要非常小的細(xì)節(jié)時(shí)。

解決方案：遵守某些最小值。

博瑞展建議任何壓紋細(xì)節(jié)的厚度和高度為0.1 mm。少了什么都不可見。在此，粗細(xì)是指例如以字母表示的線的粗細(xì)，而高度是指距背景表面的距離。

對(duì)于凹陷的 細(xì)節(jié)（包括文字），F(xiàn)ormlabs建議厚度和高度為0.4毫米。否則，在打印過程中，凹陷的細(xì)節(jié)可能會(huì)與3d打印模型制作的其余部分融合在一起。在另一方面，建議的0.5mm的深度和兩個(gè)凹陷或浮雕文字的0.5毫米厚度線。

齒輪

如果您高估或低估了間隙，則互鎖零件之間的空間可能太大或很小。（間隙是兩個(gè)運(yùn)動(dòng)表面（例如齒輪）之間的距離。）最后，相關(guān)零件將不會(huì)按預(yù)期運(yùn)動(dòng)。

解決方案： 不要高估或低估設(shè)計(jì)中的間隙。

Formlabs建議模型的任何兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件之間的最小間隙為0.5 mm。小于0.5毫米的任何東西都可能導(dǎo)致零件熔化。

也就是說，兩個(gè)部分之間的間隙通常會(huì)有所不同。建議活動(dòng)部件之間的間距為0.5毫米，如果要緊密配合則建議為0.1毫米，而裝配連接則為0.2毫米。

橋梁結(jié)構(gòu)

由于較大的z軸接觸，寬橋?qū)Υ蛴∮袉栴}，這增加了在剝離過程中打印失敗的機(jī)會(huì)。

Z軸接觸只是已固化零件與底部托板接觸的部分。打印件的2D橫截面面積越大，可能導(dǎo)致打印件粘在墨槽上的力越大。

解決方案1：減小沿z軸的橫截面積。

如果要成功打印，請(qǐng)減小沿z軸的橫截面積。例如，如果要打印更寬的橋，則與薄橋相比，您需要將其保持較短。

解決方案2：堅(jiān)持**橋接長度。

如果橋梁的寬度為5毫米，厚度為3毫米，則Formlabs將水平橋梁的**長度設(shè)置為21毫米。當(dāng)然，這些測(cè)量值可能會(huì)因打印機(jī)而異。