Stratasys Origin One 設計指南
發佈時間:2023/04/25
- 訪問量:
【概要描述】
Origin One的可編程光聚合(P3)工藝能夠在沒有支撐、精細特徵和大橫截面的情況下列印困難的幾何形狀,具有與注塑成型相當的優異表面品質。然而,與傳統的製造工藝一樣,也有一些指導方針可以帶來最高的產量、最佳的品質和減少的勞動力。幸運地熟悉的傳統技術,如圓角、添加肋和定向,在很大程度上有助於減少所需的犧牲支撐的數量提高生產吞吐量。本設計指南旨在幫助讀者瞭解Stratasys Origin One的功能,選擇用於增材生產的候選零件,並學習如何在Origin One上設計增材零件以獲得最佳吞吐量和品質。
3D列印技術的常見類型不同的列印過程將基於添加技術進行獨特的設計考慮正在使用。Origin One的工藝屬於還原光聚合類別。如果您熟悉立體光刻(SLA)或數字光加工(DLP)印表機,許多相同的設計原理將適用於Origin One的可編程光聚合(P3)工藝。
技術
說明
粉
幾種類型的3D列印利用熱塑性粉末SLS利用鐳射能量將粉末燒結成固體部件。MJF使用印刷活頁夾暫時熔化粉末,隨後將其燒結成最終零件
線材
這項技術被稱為熔融沉積建模(FDM)或熔融長絲製造(FFF),從一卷熱塑性長絲開始,並沿著由每個切片的幾何形狀決定的工具路徑選擇性地擠出。
樹脂(Vat光聚合)
SLA和DLP是樹脂3D列印的兩個主要類別。兩者都通過利用光聚合光聚合物樹脂將液體轉化為固體。SLA使用跟蹤每個切片的鐳射,而DLP使用投影儀同時曝光整個切片。
它的工作原理
Stratasys Origin One的P3流程精確地協調光線、溫度和其他條件,即時自動優化列印,以獲得最佳效果。一旦3D模型被發送到印表機將光聚合物暴露於來自UV投影儀的光。紫外線投影儀在構建頭區域顯示一種光模式。暴露的液態聚合物硬化,然後構建板移動,使樹脂在硬化層下方流動。然後,將液體聚合物再次暴露於光下。重複該過程,直到3D模型完成。
P3將樹脂轉化為高度交聯的熱固性部件。零件在印刷過程中幾乎完全聚合。後處理包括移除任何支撐物,在溶劑中清潔零件幾分鐘,然後在單獨的紫外線固化系統下固化零件幾分鐘。
Stratasys Origin One功能
Stratasys Origin One的工藝能夠以優異的表面品質列印出高度詳細的特徵。播放材質和幾何圖形時作為一個重要的角色,我們成功列印的功能在右側的模型上突出顯示。最小特徵尺寸和工藝限制為高度依賴於幾何形狀。特徵尺寸、工藝限制和列印設置也取決於材質。
Stratasys Origin One相對於其他添加劑技術的優勢生產
最小支撐:高生坯強度材料在印刷過程中幾乎完全固化,與其他還原聚合相比,所需支撐更少技術,降低整體勞動力和材料使用。
注塑表面品質:在列印過程中無需二次操作即可實現光滑的表面和細緻的紋理。
幾分鐘後處理:高綠色強度,再加上P3,可在印刷過程中產生具有最高機械財產的各向同性零件。快速清潔和紫外線固化會產生最終使用的零件。
設計
卓越的精度:Stratasys Origin One的工藝可以對打印參數進行微調,以實現業界領先的精度生產具有50μm以下特性的材料。
處理困難的幾何形狀:生產其他添加技術難以解決的零件,包括具有精細功能或不受支持的模型墊圈,以及大型橫截面應用,如模具。
材料
廣泛的材料:使用彈性彈性體、耐熱聚合物、生物相容性配方和其他高性能材料列印
來自我們的生態系統材料合作夥伴,包括巴斯夫、漢高和DSM。
控制您的供應鏈:直接與材料合作夥伴合作,為特定應用優化材料,並利用二次採購來避免供應中斷。
為什麼設計添加劑?
當對最終用途零件使用增材製造時,技術設計對於品質、功能和吞吐量,從而降低總體成本並增加可行的數量添加劑生產的應用。
如何為AM選擇合適的零件
當考慮添加生產的最終用途零件時,值得花一些時間查看現有的生產零件,以確定列印零件可能具有成本效益和更高效的用例。一些一般考慮因素包括:
•定制和SKU變化:列印為用戶、公司或特定客戶群體(如汽車)定制的零件和產品連接器、鞋類或牙科產品。
•輕量化:通過網格結構和拓撲優化,延長產品壽命,減少材料使用、燃料和維護成本。通用電氣公司燃料噴嘴就是一個很好的例子。
•精密公差和精細功能:提高配合度和功能,使公差超過典型注塑或CNC零件的公差。典型的小而精確的聚合物部件更適合添加,而不是減法。
•低批量生產:通過直接列印零件或列印高熱模具來避免或推遲注塑模具的高固定成本。
•上市時間:更快地推出產品,並快速整合回饋,以加速創新。
列印檢查表之前
當確定一個零件或設計以利用增材製造時,首先回答這些問題很重要。
需要考慮的問題:
•是否有適合應用的材料?
•它是否適合構建體積?
•是否有任何小於200μm(0.2mm)的特徵/牆壁?
•是否有懸挑?
•任何關鍵表面是否需要支撐?
•是否存在樹脂無法逸出的區域?
選擇材質
一旦您確定了要列印的零件,下一步就是為您的零件選擇合適的材料。查看Stratasys Origin One材料組合和每種材料的物理財產,選擇最適合您的應用
各種材料需要特定的印表機設置。通常,剛性材料可以處理比軟質材料更薄的牆壁,並且需要更少的支撐。
Stratasys Origin One具有高度可配置性,具有許多可修改的設置。例如,長由軟材料製成的薄部件可能需要更長的曝光延遲,用戶可以很容易地相應地修改印表機的設置。
材料分類
描述
功能
獨特的列印注意事項
剛性材料
剛性材料通常具有最高的生坯強度,因此它們在列印過程中變得機械堅固,並且還可以更快地列印。
•剛度
•強度
•韌性
•熱阻
剛性材料實現最小的特徵尺寸,最大的懸挑,以及最大的細節,最小的細節支架。
堅韌的材料
堅韌的材料介於剛性和彈性體。具有中等模量和伸長率增加,這些材料顯示高衝擊強度。
•強度
•韌性
•適度的靈活性
•中等伸長率
堅韌的材料需要適度支持懸挑,但仍然
能夠實現精細化細節
彈性材料
彈性體具有彈性高度靈活。靈活的這些材料的性質需要最多的支持以及最慢的列印速度。
•高伸長率
•高度靈活
•彈性
彈性體需要懸挑上的大部分支撐和高部件,以確保幾何精度和零件品質
構建體積
您的零件需要放入構建信封中,才能作為一個零件列印出來。Stratasys Origin One的構建體積為192 x 108 x 370毫米。這個零件在首選方向上的邊界框必須位於體積,以便在Stratasys Origin One上列印。
方向與列印時間
Stratasys Origin One上的列印時間主要取決於材料和零件在Z方向上的高度。幾何圖形在印刷中不太重要與其他添加劑技術相比。
零件方向
零件方向將以多種方式直接影響最終零件,因此設計零件和準備印刷品時需要考慮的重要事項。
•調整零件的方向,使其處於穩定的方向。
•確保零件粘附在構建頭上。有沒有平坦的表面
可以放置在構建頭上嗎?如果沒有,是否有足夠的表面積附著在構建頭上?
•哪些表面需要無支撐?
•是否有需要較少支撐的方向(以減少材料浪費和勞動力)?
方向與表面品質
Stratasys Origin One能夠高精度列印零件,小巧的功能和漂亮的表面處理。表面方向可能會影響表面光潔度差異很小,但可能很重要,具體取決於在您的用例中。
最好的表面是與建築直接平行列印的平面頭顯然,這並沒有給設計自由留下太多空間。這個第二好的表面品質是彎曲或平坦的部分構建頭(不是垂直的平面)。大多數的大多數表面零件將屬於這一類。最具挑戰性的表面方向是平坦的表面垂直於構建頭,因為你會注意到Z方向。
表面光潔度設計
如果一個表面必須最大限度地光滑,那麼獲得光滑表面的最佳方法是使其與構建頭保持水準(平行)。另一種選擇是減少層厚度。較薄的層會產生更好的表面光潔度,但列印時間會增加。任何以一定角度列印的零件都會顯示出細微的層線。朝向構建頭的曲面將比遠離構建頭的表面看起來更平滑。
支撐注意事項
自下而上的光聚合物系統的性質需要支撐一些幾何形狀,例如懸挑、島和底切。
支撐是可拆卸的一次性結構,可穩定懸垂等特徵,以及任何不受零件幾何形狀本身支撐的特徵。工程師和設計師可以通過創建可以直接粘附到構建板上的平面或通過創建自支撐的幾何形狀來減少所需的支撐量。
對於某些幾何形狀,所有樹脂印表機都需要支架,以確保列印的所有特徵都附著在構建頭上,並且在列印過程中不會斷裂或變形。
主要問題
•我的零件是否需要支撐?
•我的支持策略是什麼?
•關鍵表面是否有支撐?
•支架的高度是多少?更高的支架需要更厚。
•材料是什麼?生坯強度較低的材料需要更多支撐。
什麼是懸挑?
懸挑是由部件本身支撐的部件上的特徵,只有一側。水準懸挑垂直於建築頭部,沒有支撐它的部件特徵,就像T。有角度的懸挑是類似的,但部分是自支撐的,就像Y形臂。
什麼是橋?
橋接是一種端部支撐但在中間不支撐的功能。橋樑可能比水準懸挑更長,但可能會隨著跨度變得太大。
什麼是島?
孤島是一種完全不受支撐的功能。列印時到達島嶼的第一層,新暴露的島嶼區域將在分離過程中沒有任何東西可以拉起,它會粘在上面玻璃,導致列印失敗。
我的零件需要支撐嗎?
•在首選方向上,是否會有較大的懸挑或島嶼?
»如果是這樣,您將需要支撐這些功能。
•是否有一個可以對著構建頭定向的平面?
»如果沒有,則需要支撐整個零件。
我的撐會是什麼樣子?
•如果懸垂長度超過約3毫米。
•可能需要支撐成角度的懸挑,具體取決於角度以及長度。
»較淺的角度更可能需要支撐。
›坡度大於約30°的傾斜特徵通常是自支撐的。
»更長的懸挑更可能需要支撐。
•您始終需要支持孤島功能。
•您需要支撐跨度大於10mm的橋樑。
•所有這些指南都取決於材料。
如何修改我的設計以減少或消除對支撐的需求?
•添加圓角、倒角或加強筋,使幾何結構自我支撐。
•最小化水準表面/特徵的長度,或以一定角度進行設計。
•刪除不必要的功能。
精細功能列印注意事項
同樣,列印具有小特徵的零件的能力,如我們的挑戰零件上顯示的結構,在很大程度上取決於零件的材料、方向和幾何形狀。此外,請記住Stratasys Origin One的XY解析度為50μm,Z解析度可由用戶配置。
最小通孔尺寸:0.2mm
在大多數添加劑技術中,小孔可能具有挑戰性。對於還原聚合工藝來說,這是一個特別重要的考慮因素,因為可能會發生過度固化並部分填補缺口。列印垂直於構建頭的孔將獲得最準確和最小的孔。
特徵尺寸
特徵尺寸高度取決於材料類型和外觀比率通常,對於負特徵尺寸,0.4mm是可以的,而正特徵尺寸特徵尺寸最大可達0.2
Stratasys Origin One 設計指南
【概要描述】
Origin One的可編程光聚合(P3)工藝能夠在沒有支撐、精細特徵和大橫截面的情況下列印困難的幾何形狀,具有與注塑成型相當的優異表面品質。然而,與傳統的製造工藝一樣,也有一些指導方針可以帶來最高的產量、最佳的品質和減少的勞動力。幸運地熟悉的傳統技術,如圓角、添加肋和定向,在很大程度上有助於減少所需的犧牲支撐的數量提高生產吞吐量。本設計指南旨在幫助讀者瞭解Stratasys Origin One的功能,選擇用於增材生產的候選零件,並學習如何在Origin One上設計增材零件以獲得最佳吞吐量和品質。
3D列印技術的常見類型不同的列印過程將基於添加技術進行獨特的設計考慮正在使用。Origin One的工藝屬於還原光聚合類別。如果您熟悉立體光刻(SLA)或數字光加工(DLP)印表機,許多相同的設計原理將適用於Origin One的可編程光聚合(P3)工藝。
技術
說明
粉
幾種類型的3D列印利用熱塑性粉末SLS利用鐳射能量將粉末燒結成固體部件。MJF使用印刷活頁夾暫時熔化粉末,隨後將其燒結成最終零件
線材
這項技術被稱為熔融沉積建模(FDM)或熔融長絲製造(FFF),從一卷熱塑性長絲開始,並沿著由每個切片的幾何形狀決定的工具路徑選擇性地擠出。
樹脂(Vat光聚合)
SLA和DLP是樹脂3D列印的兩個主要類別。兩者都通過利用光聚合光聚合物樹脂將液體轉化為固體。SLA使用跟蹤每個切片的鐳射,而DLP使用投影儀同時曝光整個切片。
它的工作原理
Stratasys Origin One的P3流程精確地協調光線、溫度和其他條件,即時自動優化列印,以獲得最佳效果。一旦3D模型被發送到印表機將光聚合物暴露於來自UV投影儀的光。紫外線投影儀在構建頭區域顯示一種光模式。暴露的液態聚合物硬化,然後構建板移動,使樹脂在硬化層下方流動。然後,將液體聚合物再次暴露於光下。重複該過程,直到3D模型完成。
P3將樹脂轉化為高度交聯的熱固性部件。零件在印刷過程中幾乎完全聚合。後處理包括移除任何支撐物,在溶劑中清潔零件幾分鐘,然後在單獨的紫外線固化系統下固化零件幾分鐘。
Stratasys Origin One功能
Stratasys Origin One的工藝能夠以優異的表面品質列印出高度詳細的特徵。播放材質和幾何圖形時作為一個重要的角色,我們成功列印的功能在右側的模型上突出顯示。最小特徵尺寸和工藝限制為高度依賴於幾何形狀。特徵尺寸、工藝限制和列印設置也取決於材質。
Stratasys Origin One相對於其他添加劑技術的優勢生產
最小支撐:高生坯強度材料在印刷過程中幾乎完全固化,與其他還原聚合相比,所需支撐更少技術,降低整體勞動力和材料使用。
注塑表面品質:在列印過程中無需二次操作即可實現光滑的表面和細緻的紋理。
幾分鐘後處理:高綠色強度,再加上P3,可在印刷過程中產生具有最高機械財產的各向同性零件。快速清潔和紫外線固化會產生最終使用的零件。
設計
卓越的精度:Stratasys Origin One的工藝可以對打印參數進行微調,以實現業界領先的精度生產具有50μm以下特性的材料。
處理困難的幾何形狀:生產其他添加技術難以解決的零件,包括具有精細功能或不受支持的模型墊圈,以及大型橫截面應用,如模具。
材料
廣泛的材料:使用彈性彈性體、耐熱聚合物、生物相容性配方和其他高性能材料列印
來自我們的生態系統材料合作夥伴,包括巴斯夫、漢高和DSM。
控制您的供應鏈:直接與材料合作夥伴合作,為特定應用優化材料,並利用二次採購來避免供應中斷。
為什麼設計添加劑?
當對最終用途零件使用增材製造時,技術設計對於品質、功能和吞吐量,從而降低總體成本並增加可行的數量添加劑生產的應用。
如何為AM選擇合適的零件
當考慮添加生產的最終用途零件時,值得花一些時間查看現有的生產零件,以確定列印零件可能具有成本效益和更高效的用例。一些一般考慮因素包括:
•定制和SKU變化:列印為用戶、公司或特定客戶群體(如汽車)定制的零件和產品連接器、鞋類或牙科產品。
•輕量化:通過網格結構和拓撲優化,延長產品壽命,減少材料使用、燃料和維護成本。通用電氣公司燃料噴嘴就是一個很好的例子。
•精密公差和精細功能:提高配合度和功能,使公差超過典型注塑或CNC零件的公差。典型的小而精確的聚合物部件更適合添加,而不是減法。
•低批量生產:通過直接列印零件或列印高熱模具來避免或推遲注塑模具的高固定成本。
•上市時間:更快地推出產品,並快速整合回饋,以加速創新。
列印檢查表之前
當確定一個零件或設計以利用增材製造時,首先回答這些問題很重要。
需要考慮的問題:
•是否有適合應用的材料?
•它是否適合構建體積?
•是否有任何小於200μm(0.2mm)的特徵/牆壁?
•是否有懸挑?
•任何關鍵表面是否需要支撐?
•是否存在樹脂無法逸出的區域?
選擇材質
一旦您確定了要列印的零件,下一步就是為您的零件選擇合適的材料。查看Stratasys Origin One材料組合和每種材料的物理財產,選擇最適合您的應用
各種材料需要特定的印表機設置。通常,剛性材料可以處理比軟質材料更薄的牆壁,並且需要更少的支撐。
Stratasys Origin One具有高度可配置性,具有許多可修改的設置。例如,長由軟材料製成的薄部件可能需要更長的曝光延遲,用戶可以很容易地相應地修改印表機的設置。
材料分類
描述
功能
獨特的列印注意事項
剛性材料
剛性材料通常具有最高的生坯強度,因此它們在列印過程中變得機械堅固,並且還可以更快地列印。
•剛度
•強度
•韌性
•熱阻
剛性材料實現最小的特徵尺寸,最大的懸挑,以及最大的細節,最小的細節支架。
堅韌的材料
堅韌的材料介於剛性和彈性體。具有中等模量和伸長率增加,這些材料顯示高衝擊強度。
•強度
•韌性
•適度的靈活性
•中等伸長率
堅韌的材料需要適度支持懸挑,但仍然
能夠實現精細化細節
彈性材料
彈性體具有彈性高度靈活。靈活的這些材料的性質需要最多的支持以及最慢的列印速度。
•高伸長率
•高度靈活
•彈性
彈性體需要懸挑上的大部分支撐和高部件,以確保幾何精度和零件品質
構建體積
您的零件需要放入構建信封中,才能作為一個零件列印出來。Stratasys Origin One的構建體積為192 x 108 x 370毫米。這個零件在首選方向上的邊界框必須位於體積,以便在Stratasys Origin One上列印。
方向與列印時間
Stratasys Origin One上的列印時間主要取決於材料和零件在Z方向上的高度。幾何圖形在印刷中不太重要與其他添加劑技術相比。
零件方向
零件方向將以多種方式直接影響最終零件,因此設計零件和準備印刷品時需要考慮的重要事項。
•調整零件的方向,使其處於穩定的方向。
•確保零件粘附在構建頭上。有沒有平坦的表面
可以放置在構建頭上嗎?如果沒有,是否有足夠的表面積附著在構建頭上?
•哪些表面需要無支撐?
•是否有需要較少支撐的方向(以減少材料浪費和勞動力)?
方向與表面品質
Stratasys Origin One能夠高精度列印零件,小巧的功能和漂亮的表面處理。表面方向可能會影響表面光潔度差異很小,但可能很重要,具體取決於在您的用例中。
最好的表面是與建築直接平行列印的平面頭顯然,這並沒有給設計自由留下太多空間。這個第二好的表面品質是彎曲或平坦的部分構建頭(不是垂直的平面)。大多數的大多數表面零件將屬於這一類。最具挑戰性的表面方向是平坦的表面垂直於構建頭,因為你會注意到Z方向。
表面光潔度設計
如果一個表面必須最大限度地光滑,那麼獲得光滑表面的最佳方法是使其與構建頭保持水準(平行)。另一種選擇是減少層厚度。較薄的層會產生更好的表面光潔度,但列印時間會增加。任何以一定角度列印的零件都會顯示出細微的層線。朝向構建頭的曲面將比遠離構建頭的表面看起來更平滑。
支撐注意事項
自下而上的光聚合物系統的性質需要支撐一些幾何形狀,例如懸挑、島和底切。
支撐是可拆卸的一次性結構,可穩定懸垂等特徵,以及任何不受零件幾何形狀本身支撐的特徵。工程師和設計師可以通過創建可以直接粘附到構建板上的平面或通過創建自支撐的幾何形狀來減少所需的支撐量。
對於某些幾何形狀,所有樹脂印表機都需要支架,以確保列印的所有特徵都附著在構建頭上,並且在列印過程中不會斷裂或變形。
主要問題
•我的零件是否需要支撐?
•我的支持策略是什麼?
•關鍵表面是否有支撐?
•支架的高度是多少?更高的支架需要更厚。
•材料是什麼?生坯強度較低的材料需要更多支撐。
什麼是懸挑?
懸挑是由部件本身支撐的部件上的特徵,只有一側。水準懸挑垂直於建築頭部,沒有支撐它的部件特徵,就像T。有角度的懸挑是類似的,但部分是自支撐的,就像Y形臂。
什麼是橋?
橋接是一種端部支撐但在中間不支撐的功能。橋樑可能比水準懸挑更長,但可能會隨著跨度變得太大。
什麼是島?
孤島是一種完全不受支撐的功能。列印時到達島嶼的第一層,新暴露的島嶼區域將在分離過程中沒有任何東西可以拉起,它會粘在上面玻璃,導致列印失敗。
我的零件需要支撐嗎?
•在首選方向上,是否會有較大的懸挑或島嶼?
»如果是這樣,您將需要支撐這些功能。
•是否有一個可以對著構建頭定向的平面?
»如果沒有,則需要支撐整個零件。
我的撐會是什麼樣子?
•如果懸垂長度超過約3毫米。
•可能需要支撐成角度的懸挑,具體取決於角度以及長度。
»較淺的角度更可能需要支撐。
›坡度大於約30°的傾斜特徵通常是自支撐的。
»更長的懸挑更可能需要支撐。
•您始終需要支持孤島功能。
•您需要支撐跨度大於10mm的橋樑。
•所有這些指南都取決於材料。
如何修改我的設計以減少或消除對支撐的需求?
•添加圓角、倒角或加強筋,使幾何結構自我支撐。
•最小化水準表面/特徵的長度,或以一定角度進行設計。
•刪除不必要的功能。
精細功能列印注意事項
同樣,列印具有小特徵的零件的能力,如我們的挑戰零件上顯示的結構,在很大程度上取決於零件的材料、方向和幾何形狀。此外,請記住Stratasys Origin One的XY解析度為50μm,Z解析度可由用戶配置。
最小通孔尺寸:0.2mm
在大多數添加劑技術中,小孔可能具有挑戰性。對於還原聚合工藝來說,這是一個特別重要的考慮因素,因為可能會發生過度固化並部分填補缺口。列印垂直於構建頭的孔將獲得最準確和最小的孔。
特徵尺寸
特徵尺寸高度取決於材料類型和外觀比率通常,對於負特徵尺寸,0.4mm是可以的,而正特徵尺寸特徵尺寸最大可達0.2
- 分類: 教育訓練
- 發佈時間:2023-04-25 11:41
- 訪問量:
概述
Origin One的可編程光聚合(P3)工藝能夠在沒有支撐、精細特徵和大橫截面的情況下列印困難的幾何形狀,具有與注塑成型相當的優異表面品質。然而,與傳統的製造工藝一樣,也有一些指導方針可以帶來最高的產量、最佳的品質和減少的勞動力。幸運地熟悉的傳統技術,如圓角、添加肋和定向,在很大程度上有助於減少所需的犧牲支撐的數量提高生產吞吐量。本設計指南旨在幫助讀者瞭解Stratasys Origin One的功能,選擇用於增材生產的候選零件,並學習如何在Origin One上設計增材零件以獲得最佳吞吐量和品質。
3D列印技術的常見類型不同的列印過程將基於添加技術進行獨特的設計考慮正在使用。Origin One的工藝屬於還原光聚合類別。如果您熟悉立體光刻(SLA)或數字光加工(DLP)印表機,許多相同的設計原理將適用於Origin One的可編程光聚合(P3)工藝。
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幾種類型的3D列印利用熱塑性粉末SLS利用鐳射能量將粉末燒結成固體部件。MJF使用印刷活頁夾暫時熔化粉末,隨後將其燒結成最終零件 |
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這項技術被稱為熔融沉積建模(FDM)或熔融長絲製造(FFF),從一卷熱塑性長絲開始,並沿著由每個切片的幾何形狀決定的工具路徑選擇性地擠出。 |
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SLA和DLP是樹脂3D列印的兩個主要類別。兩者都通過利用光聚合光聚合物樹脂將液體轉化為固體。SLA使用跟蹤每個切片的鐳射,而DLP使用投影儀同時曝光整個切片。 |
它的工作原理
Stratasys Origin One的P3流程精確地協調光線、溫度和其他條件,即時自動優化列印,以獲得最佳效果。一旦3D模型被發送到印表機將光聚合物暴露於來自UV投影儀的光。紫外線投影儀在構建頭區域顯示一種光模式。暴露的液態聚合物硬化,然後構建板移動,使樹脂在硬化層下方流動。然後,將液體聚合物再次暴露於光下。重複該過程,直到3D模型完成。
P3將樹脂轉化為高度交聯的熱固性部件。零件在印刷過程中幾乎完全聚合。後處理包括移除任何支撐物,在溶劑中清潔零件幾分鐘,然後在單獨的紫外線固化系統下固化零件幾分鐘。
Stratasys Origin One功能
Stratasys Origin One的工藝能夠以優異的表面品質列印出高度詳細的特徵。播放材質和幾何圖形時作為一個重要的角色,我們成功列印的功能在右側的模型上突出顯示。最小特徵尺寸和工藝限制為高度依賴於幾何形狀。特徵尺寸、工藝限制和列印設置也取決於材質。
Stratasys Origin One相對於其他添加劑技術的優勢生產
最小支撐:高生坯強度材料在印刷過程中幾乎完全固化,與其他還原聚合相比,所需支撐更少技術,降低整體勞動力和材料使用。
注塑表面品質:在列印過程中無需二次操作即可實現光滑的表面和細緻的紋理。
幾分鐘後處理:高綠色強度,再加上P3,可在印刷過程中產生具有最高機械財產的各向同性零件。快速清潔和紫外線固化會產生最終使用的零件。
設計
卓越的精度:Stratasys Origin One的工藝可以對打印參數進行微調,以實現業界領先的精度生產具有50μm以下特性的材料。
處理困難的幾何形狀:生產其他添加技術難以解決的零件,包括具有精細功能或不受支持的模型墊圈,以及大型橫截面應用,如模具。
材料
廣泛的材料:使用彈性彈性體、耐熱聚合物、生物相容性配方和其他高性能材料列印
來自我們的生態系統材料合作夥伴,包括巴斯夫、漢高和DSM。
控制您的供應鏈:直接與材料合作夥伴合作,為特定應用優化材料,並利用二次採購來避免供應中斷。
為什麼設計添加劑?
當對最終用途零件使用增材製造時,技術設計對於品質、功能和吞吐量,從而降低總體成本並增加可行的數量添加劑生產的應用。
如何為AM選擇合適的零件
當考慮添加生產的最終用途零件時,值得花一些時間查看現有的生產零件,以確定列印零件可能具有成本效益和更高效的用例。一些一般考慮因素包括:
•定制和SKU變化:列印為用戶、公司或特定客戶群體(如汽車)定制的零件和產品連接器、鞋類或牙科產品。
•輕量化:通過網格結構和拓撲優化,延長產品壽命,減少材料使用、燃料和維護成本。通用電氣公司燃料噴嘴就是一個很好的例子。
•精密公差和精細功能:提高配合度和功能,使公差超過典型注塑或CNC零件的公差。典型的小而精確的聚合物部件更適合添加,而不是減法。
•低批量生產:通過直接列印零件或列印高熱模具來避免或推遲注塑模具的高固定成本。
•上市時間:更快地推出產品,並快速整合回饋,以加速創新。
列印檢查表之前
當確定一個零件或設計以利用增材製造時,首先回答這些問題很重要。
需要考慮的問題:
•是否有適合應用的材料?
•它是否適合構建體積?
•是否有任何小於200μm(0.2mm)的特徵/牆壁?
•是否有懸挑?
•任何關鍵表面是否需要支撐?
•是否存在樹脂無法逸出的區域?
選擇材質
一旦您確定了要列印的零件,下一步就是為您的零件選擇合適的材料。查看Stratasys Origin One材料組合和每種材料的物理財產,選擇最適合您的應用
各種材料需要特定的印表機設置。通常,剛性材料可以處理比軟質材料更薄的牆壁,並且需要更少的支撐。
Stratasys Origin One具有高度可配置性,具有許多可修改的設置。例如,長由軟材料製成的薄部件可能需要更長的曝光延遲,用戶可以很容易地相應地修改印表機的設置。
材料分類
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描述
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功能
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獨特的列印注意事項 |
剛性材料 |
剛性材料通常具有最高的生坯強度,因此它們在列印過程中變得機械堅固,並且還可以更快地列印。 |
•剛度 •強度 •韌性 •熱阻 |
剛性材料實現最小的特徵尺寸,最大的懸挑,以及最大的細節,最小的細節支架。 |
堅韌的材料 |
堅韌的材料介於剛性和彈性體。具有中等模量和伸長率增加,這些材料顯示高衝擊強度。 |
•強度 •韌性 •適度的靈活性 •中等伸長率 |
堅韌的材料需要適度支持懸挑,但仍然 能夠實現精細化細節 |
彈性材料 |
彈性體具有彈性高度靈活。靈活的這些材料的性質需要最多的支持以及最慢的列印速度。 |
•高伸長率 •高度靈活 •彈性 |
彈性體需要懸挑上的大部分支撐和高部件,以確保幾何精度和零件品質 |
構建體積
您的零件需要放入構建信封中,才能作為一個零件列印出來。Stratasys Origin One的構建體積為192 x 108 x 370毫米。這個零件在首選方向上的邊界框必須位於體積,以便在Stratasys Origin One上列印。
方向與列印時間
Stratasys Origin One上的列印時間主要取決於材料和零件在Z方向上的高度。幾何圖形在印刷中不太重要與其他添加劑技術相比。
零件方向
零件方向將以多種方式直接影響最終零件,因此設計零件和準備印刷品時需要考慮的重要事項。
•調整零件的方向,使其處於穩定的方向。
•確保零件粘附在構建頭上。有沒有平坦的表面
可以放置在構建頭上嗎?如果沒有,是否有足夠的表面積附著在構建頭上?
•哪些表面需要無支撐?
•是否有需要較少支撐的方向(以減少材料浪費和勞動力)?
方向與表面品質
Stratasys Origin One能夠高精度列印零件,小巧的功能和漂亮的表面處理。表面方向可能會影響表面光潔度差異很小,但可能很重要,具體取決於在您的用例中。
最好的表面是與建築直接平行列印的平面頭顯然,這並沒有給設計自由留下太多空間。這個第二好的表面品質是彎曲或平坦的部分構建頭(不是垂直的平面)。大多數的大多數表面零件將屬於這一類。最具挑戰性的表面方向是平坦的表面垂直於構建頭,因為你會注意到Z方向。
表面光潔度設計
如果一個表面必須最大限度地光滑,那麼獲得光滑表面的最佳方法是使其與構建頭保持水準(平行)。另一種選擇是減少層厚度。較薄的層會產生更好的表面光潔度,但列印時間會增加。任何以一定角度列印的零件都會顯示出細微的層線。朝向構建頭的曲面將比遠離構建頭的表面看起來更平滑。
支撐注意事項
自下而上的光聚合物系統的性質需要支撐一些幾何形狀,例如懸挑、島和底切。
支撐是可拆卸的一次性結構,可穩定懸垂等特徵,以及任何不受零件幾何形狀本身支撐的特徵。工程師和設計師可以通過創建可以直接粘附到構建板上的平面或通過創建自支撐的幾何形狀來減少所需的支撐量。
對於某些幾何形狀,所有樹脂印表機都需要支架,以確保列印的所有特徵都附著在構建頭上,並且在列印過程中不會斷裂或變形。
主要問題
•我的零件是否需要支撐?
•我的支持策略是什麼?
•關鍵表面是否有支撐?
•支架的高度是多少?更高的支架需要更厚。
•材料是什麼?生坯強度較低的材料需要更多支撐。
什麼是懸挑?
懸挑是由部件本身支撐的部件上的特徵,只有一側。水準懸挑垂直於建築頭部,沒有支撐它的部件特徵,就像T。有角度的懸挑是類似的,但部分是自支撐的,就像Y形臂。
什麼是橋?
橋接是一種端部支撐但在中間不支撐的功能。橋樑可能比水準懸挑更長,但可能會隨著跨度變得太大。
什麼是島?
孤島是一種完全不受支撐的功能。列印時到達島嶼的第一層,新暴露的島嶼區域將在分離過程中沒有任何東西可以拉起,它會粘在上面玻璃,導致列印失敗。
我的零件需要支撐嗎?
•在首選方向上,是否會有較大的懸挑或島嶼?
»如果是這樣,您將需要支撐這些功能。
•是否有一個可以對著構建頭定向的平面?
»如果沒有,則需要支撐整個零件。
我的撐會是什麼樣子?
•如果懸垂長度超過約3毫米。
•可能需要支撐成角度的懸挑,具體取決於角度以及長度。
»較淺的角度更可能需要支撐。
›坡度大於約30°的傾斜特徵通常是自支撐的。
»更長的懸挑更可能需要支撐。
•您始終需要支持孤島功能。
•您需要支撐跨度大於10mm的橋樑。
•所有這些指南都取決於材料。
如何修改我的設計以減少或消除對支撐的需求?
•添加圓角、倒角或加強筋,使幾何結構自我支撐。
•最小化水準表面/特徵的長度,或以一定角度進行設計。
•刪除不必要的功能。
精細功能列印注意事項
同樣,列印具有小特徵的零件的能力,如我們的挑戰零件上顯示的結構,在很大程度上取決於零件的材料、方向和幾何形狀。此外,請記住Stratasys Origin One的XY解析度為50μm,Z解析度可由用戶配置。
最小通孔尺寸:0.2mm
在大多數添加劑技術中,小孔可能具有挑戰性。對於還原聚合工藝來說,這是一個特別重要的考慮因素,因為可能會發生過度固化並部分填補缺口。列印垂直於構建頭的孔將獲得最準確和最小的孔。
特徵尺寸
特徵尺寸高度取決於材料類型和外觀比率通常,對於負特徵尺寸,0.4mm是可以的,而正特徵尺寸特徵尺寸最大可達0.2mm。圓角、倒角、未圓角2mm
無支撐壁厚
不支持的壁厚取決於壁高、縱橫比、列印方向以及材質類型。
最小值:0.25mm
建議:0.5mm
水準懸挑
當水準懸挑超過3mm時,通常需要支撐
對於大多數剛性材料而言,長度較長且角度淺於約30°。這是高度依賴於材料的。例如,如果你用彈性體列印,臨界長度會更短,臨界角度會更大。
懸挑
•取決於材料和暴露時間。
•1–2毫米通常是安全的,2–3毫米是可能的。
•成角度的懸挑可能更長。
封閉的體積
封閉的體積不允許樹脂在印刷過程中逸出並且不會是有用的部分,因為未固化的樹脂會被困在最後部分允許在所有具有封閉容積的零件上設置樹脂排水孔。
斜角懸挑
最好將零件設計成懸垂角度大於30°;如果沒有,你需要在較淺的功能上使用支撐。以小於這個角度列印會導致層不粘附,你會注意到剝落的效果。
成角度懸挑取決於:
•厚度
•縱橫比
•角度
•材料
分離力和構建頭附著力
分離力是許多添加劑技術中常見的,並且會發生在層之間,當構建板移動為新樹脂流入暴露的構建區域讓路時。
如果零件沒有充分連接到構建板上,則零件可能在列印過程中損壞或脫落,因此附著足夠的材料很重要在構建頭上,以在列印期間支撐零件。
Stratasys Origin One使用了一種獨特的專有分離機制,與允許用戶輕鬆列印類似墊圈的幾何形狀和大橫截面積(如模具)的類似技術相比,該機制大大減少了這些力。
清潔和後固化
在設計零件時,考慮清潔過程是很重要的。粘性樹脂,如彈性體,將比粘度較低的樹脂(如剛性材料)更難清潔。非常密集的晶格也很難清潔——從晶格核心去除樹脂可能很困難(耗時)。
總結
•Stratasys Origin One能夠生產具有與CNC加工和注塑相當的功能和表面品質的最終用途零件,同時利用添加劑製造業的設計能力。
•為增材製造進行設計有助於公司加快將增材引入其生產過程。取得成功的關鍵是退後一步,從系統級別重新檢查零件,優化零件以實現輕量化、性能和吞吐量,從而開發出更具成本效益和吸引力的商業案例。
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3D列印│3D掃描專家 普立得科技
「普立得科技將在2025年之內,達到影響台灣半數工程師體驗過工業等級3D列印材料在工廠實際應用落地的目標。因為我們相信每多一次3D列印就能推動台灣製造產業著「數位智造工業4.0」起飛,如同平凡但執著的萊特兄弟相信人類可以飛行的夢想一樣」堅持不懈。
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