18新利最新登入立体光刻3d分层是如何工作的

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立体光刻技术可以让你制作3d塑料原型。Maciej Frolow / Getty Images

立体平版印刷,又称三维分层或三维打印,可以让你在几个小时内从CAD图纸中创建固体、塑料、三维(3-D)物体。无论您是想要验证部件的适合性的机械工程师,还是想要创建发明的塑料原型的发明家,立体光刻都为您提供了一种快速、简单的方法,将CAD图纸转化为真实的对象。

3d打印是我们所处时代的一个很好的例子。在过去,制作一个零件的原型可能需要几个月的时间,而今天你只需要几个小时。如果你能想出一个产品,你可以在两天后拿着一个工作模型!在本期的HowStuffWorks中,18新利最新登入我们将参观PT CAM (Piedmont Triad先进制造中心)的立体平版印刷服务局,以便您了解涉及的所有内容,并看到该技术已经产生的一些实际的3d模型!

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立体光刻机

立体光刻机使用液体塑料。"width=
立体光刻机使用液体塑料。
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PT CAM采用立体光刻机生产三维系统如图所示:18新利最新登入

这台机器有四个重要部分:

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  • 装满几加仑水的缸液态感光性树脂.光敏聚合物是一种透明的液体塑料。
  • 浸没在水箱中的穿孔平台。随着打印过程的进行,平台可以在罐内上下移动。
  • 紫外激光器
  • 一台驱动激光和平台的计算机

光敏聚合物对紫外线很敏感,所以当激光接触到光敏聚合物时,聚合物会变硬。

如果你站在stereolithograph装置(SLA),你可以看到激光建造每一层。

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立体光刻工艺

平台在光敏聚合物的储罐开始印刷运行。"width=
平台在光敏聚合物的储罐开始印刷运行。

基本的打印过程是这样的:

  • 您可以在CAD程序中创建对象的3d模型
  • 一个软件将你的CAD模型切成薄层——通常是每毫米5到10层
  • 3 - d打印机的激光“涂上”其中一层,暴露出水箱中的液体塑料并使其硬化
  • 平台下降到水箱的几分之一毫米,激光喷涂下一层
  • 这个过程一层一层地重复,直到你的模型完成

这不是一个特别快速的过程。根据创建对象的大小和数量,每层激光可能需要一到两分钟。一次典型的跑步可能需要6到12个小时。对于较大的物体(上图所示的机器的最大尺寸是三维10英寸(25厘米)的物体),可以运行数天。18新利最新登入

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首先在CAD程序中为对象创建3d设计。这种设计在构建之前进行了调整,支持将其从托盘上略微提高,并在构建过程中需要任何内部支撑。SLA然后自动呈现对象(并且无人值守)。当这个过程完成后,SLA将平台抬高,你就得到了3d对象。如果对象很小,如果愿意,可以同时生成几个。他们都挨着坐在托盘上。

下面的照片显示了建筑完成后的托盘,同时制作18新利最新登入了几个相同的物体:

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打印运行结束时的平台,这里显示了几个相同的对象。18新利最新登入

清洗完成后,你用溶剂冲洗这些物品,然后在紫外线烤箱中“烘烤”它们,从而彻底固化塑料。

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紫外线“烤箱”用来处理已完成的物体。

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你可以用立体平版印刷创造什么

一个引擎歧管创建在PT凸轮。"width=
一个引擎歧管创建在PT凸轮。
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立体平版印刷可以让你创造几乎任何你能想象到的三维形状。如果你能把它输入CAD程序,你可能就能创建它。唯一需要注意的是建筑过程中结构的完整性。在某些情况下,您需要在设计中添加内部支撑,以使其不会在设计过程中坍塌印刷或者固化相。

此页上的照片向您展示了一个已经在PT CAM创建18新利最新登入的典型对象。这种材料很轻,具有聚苯乙烯塑料的强度。你可以安装它,钻它,等等,所以你可以在实际使用中尝试它。例如,椅子制造商会使用立体平版印刷技术制作不同形状的扶手,并在实际的椅子上试用,看看感觉如何。18新利最新登入

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立体平版印刷的成本

立体平版印刷不是一种廉价的工艺。机器本身的价格通常超过25万美元。由于聚合物和溶剂产生的烟雾,它们必须排出。聚合物本身非常昂贵。CibaTool SL5170树脂是一种用于立体平版印刷的常见光聚合物,通常价格约为800美元/加仑。由于这些原因,除了在大公司之外,在任何地方都很难找到立体光刻机。

18新利最新登入然而,有服务局,可以使立体平版印刷的优势提供给小商店和个人。例如,PT凸轮将以每小时55美元的价格进行立体平版印刷,同时允许公司以每小时30美元的价格购买时间块。这并不便宜,但与购买自己的SLA和树脂或加工零件相比,这是一个真正的讨价还价。你可以电子邮件你的CAD设计到PT CAM,在许多情况下,让你的零件在一两天内运回给你。短的周期时间是立体光刻最吸引人的事情之一!

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特别感谢Joel Leonard, Jerry Watkins和Steve Oneyear对本文的帮助!

常见问题解答

立体光刻还在使用吗?
一些制造商仍在使用立体光刻技术,但它在很大程度上已被更先进的3D打印技术所取代。
什么是立体光刻材料?
立体光刻是一种增材制造工艺,通过激光固化光敏聚合物来制造三维零件。

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