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光固化指單體、低聚體或聚合體基質在光誘導下的固化過程。
光固化技術應用在以下一些行業:
光固化涂料和光固化油墨相對于傳統的涂料、油墨來說主要優勢就是環保,這是由于采用了活性稀釋劑調節黏度,其有機揮發性組分含量極低。非光固化的涂料或油墨也有環保型的,例如水性涂料和水性油墨,雙組分熱固化涂料、粉末涂料等。相對于這些應用來說,光固化技術的優勢就在于快速、低能耗。一些應用技術是把光固化技術和其他技術結合起來,例如光固化水性涂料、光固化粉末涂料,使其優勢更加突出。
光固化保護套。光固化保護套應用在石油管道定向鉆穿越時,用于保護外防腐層不受破壞 。
在其他一些領域的應用,例如光固化膠粘劑、光刻膠、激光三維成像、三維造型等,則更看重光固化技術的快速的特點:
光固化技術在3d打印機方面也日益重要,(桌面光固化打印機)其原理是聚合物單體與預聚體組成光引發劑 (光敏劑),簡稱(szg-3d)經過UV光(例如,250-405 nM波長)照射后,引起聚合反應,完成固化, 樹脂固化過程中產生收縮,不可避免地會產生應力或引起形變。因此開發收縮小、固化快、強度高的光敏材料是其發展趨勢.
其他答案1:
光固化成型的概念
光固化成型的原理
光固化成型的應用
光固化成型的優勢與缺憾
光固化成型的發展前景
"Stereo lithography Appearance"的縮寫,即立體光固化成型法.
用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由點到線,由線到面順序凝固,完成一個層面的繪圖作業,然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度,再固化另一個層面.這樣層層疊加構成一個三維實體.
光固化快速成型制造技術不同于傳統的材料去除制造方法,它的成型原理[6~8]是:SLA將所設計零件的三維計算圖像數據轉換成一系列很薄的模型截面數據,然后在快速成型機上,用可控制的紫外線激光束,按計算機切片軟件所得到的每層薄片的二維圖形輪廓軌跡,對液態光敏樹脂進行掃描固化,形成連續的固化點,從而構成模型的一個薄截面輪廓。下一層以同樣的方法制造。該工藝從零件的最底薄層截面開始,一次一層連續進行,直到三維立體模型制成。一般每層厚度為0.076~0.381mm,最后將制品從樹脂液中取出,進行最終的硬化處理,再打光、電鍍、噴涂或著色即可。圖1所示為SLA控制原理示意圖。
要實現光固化快速成型,感光樹脂的選擇也很關鍵。它必須具有合適的粘度,固化后達到一定的強度,在固化時和固化后要有較小的收縮及扭曲變形等性能。更重要的是,為了高速、精密地制造一個零件,感光樹脂必須具有合適的光敏性能,不僅要在較低的光照能量下固化,且樹脂的固化深度也應合適。
2 成型過程及控制
光固化快速成型的過程分為前處理、分層疊加成型及后處理三個階段,具體步驟如圖2所示。
快速成型機只能接受計算機構造的三維模型,然后才能進行切片處理。因此,應在計算機上采用計算機三維輔助設計軟件,根據產品的要求設計三維模型或將已有產品的二維三視圖轉換成三維模型。
(2) 對樣品形狀及尺寸設計進行直觀分析
在新產品設計階段,雖然可以借助設計圖紙和計
算模擬對產品進行評價,但不直觀,特別是形狀
復雜產品,往往因難于想象其真實形貌而不能作
出正確、及時的判斷。采用SLA可以快速制造樣
品,供設計者和用戶直觀測量,并可迅速反復修
改和制造,可大大縮短新產品的設計周期,使設計符合
預期的形狀和尺寸要求。
(3) 用SLA制件進行產品性能測試與分析
在塑料制品加工企業,由于SLA制件有較好的機械性能,可用于制品的部分性能測試與
光固化成型的優勢
1. 光固化成型法是最早出現的快速原型制造工藝,成熟度高,經過時間的檢驗.
2. 由CAD數字模型直接制成原型,加工速度快,產品生產周期短,無需切削工具與模具.
3.可以加工結構外形復雜或使用傳統手段難于成型的原型和模具.
4. 使CAD數字模型直觀化,降低錯誤修復的成本.
5. 為實驗提供試樣,可以對計算機仿真計算的結果進行驗證與校核.
6. 可聯機操作,可遠程控制,利于生產的自動化
光固化成型的缺憾
1. SLA系統造價高昂,使用和維護成本過高.
2. SLA系統是要對液體進行操作的精密設備,對工作環境要求苛刻.
3. 成型件多為樹脂類,強度,剛度,耐熱性有限,不利于長時間保存.
4. 預處理軟件與驅動軟件運算量大,與加工效果關聯性太高.
5. 軟件系統操作復雜,入門困難;使用的文件格式不為廣大設計人員熟悉.
6. 立體光固化成型技術被單一公司所壟斷.
光固化成型的發展前景
立體光固化成型法的的發展趨勢是高速化,節能環保與微型化.
不斷提高的加工精度使之有最先可能在生物,醫藥,微電子等領域大有作為.
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研磨機吧,將防沉劑氣相二氧化硅均勻地分散于樹脂與單體中
其他答案1:
我之前做實驗是直接加到樹脂和單體中的,然后高速分散就可以了。
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CLI(Common Layer Interface)格式。CLI是歐洲快速成型行動組織支持的一種格式。它試圖克服STL格式的局限性,能為各種RP系統所采用。CLI格式是RP系統分層制造技術中幾何數據輸入的一種通用格式,廣泛地被各種RP系統所采用。它試圖用一種簡單、高效和準確的格式將基于二維半分層描述的數據輸入各種分層制造系統。它與成形機類型無關,格式的必備部分也與應用無關。CLI格式可以在各種應用中使用而不丟失重要信息,并且在不同的應用中轉換時也不丟掉數據。適合于光固化成形(SL)、激光選擇性粉末燒結成形(SLS)、薄材疊層成形(LOM)、容絲沉積成形(FDM)及其他分層制造系統。
CLI(Common Layer Interface)稱為通用分層界面,它是在LEAF基礎上結合了許多RP工藝的具體要求而實現的。CLI格式較好地處理每層中分層輪廓的內外環和相應的填充線表達,具有廣泛的適應性。與采用STL文件的三維表示不同,CLI文件是在不同層表示的一種模型。每一層是介于兩個平行截面之間的體,具有一定的厚度和內外輪廓線,并具有一定的填充形式。內外輪廓線定義了每一層內固態材料的邊界,使用多義線來表示的,正確的輪廓是封閉的,并且無自相交和與其他輪廓線相交的現象。在CLI中填充線由一系列獨立的直線段構成,每條填充線由其端點坐標表示。
CLI文件格式有ASCII格式和二進制格式兩種。
其他答案1:
magics軟件支持
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目前快速成型主要工藝方法。本文僅介紹目前工業領域較為常用的工藝方法。
1熔積成型法(Fused DePOSTTTION Modeling)
在熔積成型法( FDM)的過程中,龍門架式的機械控制噴頭可以在工作臺的兩個主要方向移動,工作臺可以根據需要向上或向下移動。熱塑性塑料或蠟制的熔絲從加熱小口處擠出。最初的一層是按照預定的軌跡以固定的速率將熔絲擠出在泡沫塑料基體上形成的。當第一層完成后,工作臺下降一個層厚并開始迭加制造一層。FDM工藝的關鍵是保持半流動成型材料剛好在熔點之上,通常控制在比熔點高1℃左右。
FDM制作復雜的零件時,必須添加工藝支撐。下一層熔絲將鋪在沒有材料支撐的空間。解決的方法是獨立于模型材料單獨擠出一個支撐材料,支撐材料可以用低密度的熔絲,比模型材料強度低,在零件加工完成后可以將它拆除。
在FDA4機器中層的厚度由擠出絲的直徑決定,通常是從0. 50mm到0. 25mm(從0. 02in到0. O1 in)這個值代表了在垂直方向所能達到的最好的公差范圍。在x-y平面,只要熔絲能夠擠出到特征上,尺寸的精確度可以達到0. 025mm(O.OO1in)。
FDM的優點是材料的利用率高,材料的成本低,可選用的材料種類多,工藝干凈、簡單、易于操作且對環境的影響小。缺點是精度低,結構復雜的零件不易制造,表面質量差,成型效率低,不適合制造大型零件。該工藝適合于產品的概念建模以及它的形狀和功能測試,中等復雜程度的中小成型,由于甲基丙烯酸ABS材料具有較好的化學穩定型,可采用伽馬射線消毒,特別適于醫用。
2光固化法(Stereolithography )
光固化法是目前應用最為廣泛的一種快速成型制造工藝,它實際上比熔積法發展的還早。光固化采用的是將液態光敏樹脂固化(硬化)到特定形狀的原理。以光敏樹脂為原料,在計算機控制下的紫外激光按預定零件各分層截面的輪廓為軌跡對液態樹脂逐點掃描,使被掃描區的樹脂薄層產生光聚合反應,從而形成零件的一個薄層截面。
成型開始時工作臺在它的最高位置(深度a),此時液面高于工作臺一個層厚,零件第一層的截面輪廓進行掃描,使掃描區域的液態光敏樹脂固化,形成零件第一個截面的固化層。然后工作臺下降一個層厚,使先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態樹脂然后重復掃描固化,與此同時新固化的一層牢固地粘接在前一層上,該過程一直重復操作到達到b高度。此時已經產生了一個有固定壁厚的圓柱體環形零件。這時可以注意到工作臺在垂直方向下降了距離ab。到達b高度后,光束在x-y面的移動范圍加大從而在前面成型的零件部分上生成凸緣形狀,一般此處應添加類似于FDM的支撐。當一定厚度的液體被固化后,該過程重復進行產生出另一個從高度b到c的圓柱環形截面。但周圍的液態樹脂仍然是可流動的,因為它并沒有在紫外線光束范圍內。零件就這樣由下及上一層層產生。而沒有用到的那部分液態樹脂可以在制造別的零件或成型時被再次利用。可以注意到光固化成型也像FDM成型法一樣需要一個微弱的支撐材料,在光固化成型法中,這種支撐采用的是網狀結構。零件制造結束后從工作臺上取下,去掉支撐結構,即可獲得三維零件。
光固化成型所能達到的最小公差取決于激光的聚焦程度,通常是0.00125mm(0.0005in)。傾斜的表面也可以有很好的表面質量。光固化法是第一個投人商業應用的RF(快速成型)技術。目前全球銷售的SL(光固化成型)設備約占Rl'設備總數的70%左右。SL(光固化成型)工藝優點是精度較高,一般尺寸精度控制在10. 1 mm;表面質量好,原材料的利用率接近100%,能制造形狀特別復雜、特別精細的零件,設備的市場占有率很高。缺點是需要設計支撐,可以選擇的材料種類有限,容易發生翹曲變形,材料價格較貴。該工藝適合成型制造比較復雜的中小件。
3激光選區燒結(Selective Laser Sinering)
激光選區燒結(Selective Laser Sintering,簡稱SLS)是一種將非金屬(或普通金屬)粉末有選擇地燒結成單獨物體的工藝。該法采用CO:激光器作為能源,目前使用的在加工室的底部裝備了兩個圓筒:
1)一個是粉末補給筒,它內部的活塞被逐漸地提升通過一個滾動機構給零件造型筒供給粉末;
2)另一個是零件造形筒,它內部的活塞(工作臺)被逐漸地降低到熔結部分形成的地方。
首先在工作臺上均勻鋪上一層很薄(l00~200μm)的粉末,激光束在計算機控制下按照零件分層輪廓有選擇性地進行燒結,從而使粉末固化成截面形狀,一層完成后工作臺下降一個層厚,
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DSM Somos ProtoTherm 14120光敏樹脂是一種用于SL成型機的高速液態光敏樹脂,能制作具有高強度、耐高溫、防水等功能的零件。用此材料制作的零部件外觀呈現為乳白色。Somos ProtoTherm 14120光敏樹脂與其它耐高溫光固化材料不同的是:此材料經過后期高溫加熱后,拉伸強度明顯增大,同時斷裂延伸率仍然保持良好。這些性能使得此材料能夠理想地應用于汽車及航空等領域內需要耐高溫的重要部件上。
其他答案1:
3D Systems公司的其立體激光成形材料Accura Si 40可以達到ABS工程塑料的膨脹、彎曲性能;有著與ABS工程塑料相同的耐高溫性能,是第一種既具有高耐熱性、又有韌性的材料,適用于汽車應用,其性能與尼龍66相似。部件透明,具有高的勁度和適中的伸長率,能被鉆孔,攻螺紋和用螺栓連接。
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其他答案2:
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其他答案1:
兩個都好,各有千秋。光固化的方便點
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SLA的工藝過程:光固化成型的制作一般可以分為前處理、原型制作和后處理三階段。(1)前處理階段主要是對原型的CAD模型進行數據轉換、確定擺放方位、施加支撐和切片分層,實際上就是為原型的制作準備數據。(2)光固化成型過程是在專用的光固化快速成型設備系統上進行。早原型制作前,需要提前啟動光固化快速成型設備系統,使得樹脂材料的溫度達到預設的合理溫度,激光器點燃后也需要一定的穩定時間。(3)1、清洗模型,去除多余的液態樹脂。2、去除并修整原型的支撐。3、去除逐層硬化形成的臺階。4、后固化處理。 本文由湖南華曙高科手板模型小編整理完成。