SLA光固化成形3D打印調(diào)研報(bào)告企業(yè)實(shí)用經(jīng)典版

SLA3D打印調(diào)研外協(xié)工藝部目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1、技術(shù)原理 2\o"CurrentDocument"2、應(yīng)用案例、圖例及產(chǎn)品價(jià)格 2\o"CurrentDocument"3、SLA光固化成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 6優(yōu)點(diǎn) 6\o"CurrentDocument"缺點(diǎn) 64、國(guó)內(nèi)外較典型的SLA光固化成形設(shè)備廠商及價(jià)格 7\o"CurrentDocument"5、小結(jié) 91、技術(shù)原理立體光固化成形（SLA）是世界上最早出現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)商品化的一種快速成形（RapidPrototyping,RP）技術(shù)，也是研究最深入、應(yīng)用最廣泛的一種快速成形技術(shù)。其工藝是基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理工作的。這種液態(tài)材料在一定波長(zhǎng)（355nm左右）和強(qiáng)度的紫外光的照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，分子量急劇增大，材料也就從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。液槽中盛滿液態(tài)光固化樹脂，激光束在偏轉(zhuǎn)鏡作用下，能在液態(tài)表面上掃描，掃描的軌跡及激光的有無均由計(jì)算機(jī)控制，光點(diǎn)掃描到的地方，液體就固化。成型開始時(shí)，工作平臺(tái)在液面下一個(gè)確定的深度，液面始終處于激光的焦平面，聚焦后的光斑在液面上按計(jì)算機(jī)的指令逐點(diǎn)掃描，即逐點(diǎn)固化。當(dāng)一層掃描完成后，未被照射的地方仍是液態(tài)樹脂。然后升降臺(tái)帶動(dòng)平臺(tái)下降一層高度，已成型的層面上又布滿一層樹脂，刮平器將粘度較大的樹脂液面刮平，然后再進(jìn)行下一層的掃描，新固化的一層牢固地粘在前一層上，如此重復(fù)直到整個(gè)零件制造完畢,得到一個(gè)三維實(shí)體模型?？诳谠韴D2、應(yīng)用案例、圖例及產(chǎn)品價(jià)格SLA方法是目前快速成形技術(shù)領(lǐng)域中研究得最多的方法，也是技術(shù)上最為成熟的方法。一般層厚在0.05到0.2mm,成形的零件精度較高。多年的研究改進(jìn)了截面掃描方式和樹脂成形性能，使該工藝的加工精度能達(dá)到0.1mm,現(xiàn)在最高精度已能達(dá)到0.05?0.02mm。因?yàn)榫容^高、表面質(zhì)量好，能制造形狀復(fù)雜的零件等特點(diǎn)，已能部分替代儀器儀表行業(yè)、汽車行業(yè)上的非關(guān)鍵器件，如儀器儀表類結(jié)構(gòu)件中的絕緣零件、汽車內(nèi)飾結(jié)構(gòu)件等。

例1：PCB安裝支架，見下圖一，例1：PCB安裝支架，見下圖一，圖一該零件為PA1010（尼龍）塑料、外形不規(guī)格、有倒扣、且倒扣槽過窄過深。如果按傳統(tǒng)的CNC加工會(huì)存在以下困難：a）外形不規(guī)格，裝夾不便，需制作專用工裝來裝夾b）倒扣槽窄、深，且內(nèi)拐角要求清角，即使用最小的銑刀也清不了角，細(xì)長(zhǎng)刀具還會(huì)增加加工時(shí)間，且還要后期人工清角，人工清角也會(huì)存在不能完全清角的情況。c）CNC切削為去除材料方式，此件毛坯實(shí)體要去除的材料較多，會(huì)打破原有的內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài)，必然會(huì)使剩下的材料應(yīng)力重新分布，導(dǎo)致塑料零件變形加劇，那么尺寸也就會(huì)超差太多d）因?yàn)橐谱鞴ぱb、切削加工、人工清角等，耗時(shí)較長(zhǎng)該零件采用SLA光固化成形技術(shù)試制了10件，成品經(jīng)檢驗(yàn)尺寸都符合圖樣要求，特別是窄槽等微小細(xì)節(jié)特征處明顯好于CNC加工的，且打印成本也低于CNC加工。用該技術(shù)打印

的這個(gè)零件實(shí)際單價(jià)只有19元（下單10件，共190元），而傳統(tǒng)CNC加工這個(gè)零件的單個(gè)工藝價(jià)格為74.3元。第2個(gè)例子：散熱座旋置塊，見下圖圖該零件采用的是FDM熔融沉積成形技術(shù)（成本最低、精度最差）打印出來的，壁厚為0.6口山，中心是空心網(wǎng)格狀，實(shí)際填充只有20%，成品重量248克，耗時(shí)20多個(gè)小時(shí)。按現(xiàn)市場(chǎng)行情報(bào)價(jià)，F(xiàn)DM熔融沉積技術(shù)打印的單價(jià)為1?2元/克，折中后價(jià)格為248克*1.5元=372元。如采用SLA光固化成形技術(shù)打印的單價(jià)為5?8元/克，最低價(jià)格為248克*5元=1240元。而傳統(tǒng)CNC加工只需要3.5小時(shí)即可完成，且成本不到350元，零件為實(shí)心體，百分百填充，力學(xué)性能良好。（CNC去除材料的速度是3D打印增材速度的幾十倍以上）第3個(gè)例子：探頭組件，分上下殼和一個(gè)小硅橡膠件（未上圖），見圖三。該組件目前采用的制造工藝是硅膠模灌注的，最近到貨的一批20套訂單總價(jià)為8000元（含增值稅），總價(jià)還包含小硅橡膠件、后期的安裝嵌件、噴導(dǎo)電漆及外觀漆，經(jīng)檢驗(yàn)質(zhì)量符合圖樣要求并已入庫。而按新工藝SLA光固化成形技術(shù)找了兩家3D打印供應(yīng)商報(bào)價(jià)（訂單數(shù)量不變），報(bào)價(jià)見下表

名稱圖號(hào)數(shù)量（套）報(bào)價(jià)商制作工藝價(jià)格（元）備注采樣器控頭20SLA3D打印14760含17%稅、普通材料、不含小橡膠件、不含噴漆費(fèi)20SLA3D打印22830含17%稅、白色韌性材料、不含小橡膠件、不含噴漆費(fèi)20SLA3D打印11500不含17%稅、普通材料、不含小橡膠件、不含噴漆費(fèi)

20硅膠模8000含17%稅、ABS材料、含小橡膠件、含噴漆費(fèi)，已到貨入庫。此供應(yīng)商也有SLA3D打印機(jī)，暫未報(bào)價(jià)。上表的報(bào)價(jià)中SLA制作工藝成本相比硅膠模工藝，沒有優(yōu)勢(shì)，成本高出50%以上。但如果還按圖三的結(jié)構(gòu)圖，訂單數(shù)量改為單件或是3、5件內(nèi)，那成本優(yōu)勢(shì)會(huì)馬上顯現(xiàn)出來，3D打印人工成本低、準(zhǔn)備時(shí)間少，平攤到每件零件的費(fèi)用低，且周期短；而硅膠模首先^NC加工出原型一用原型做上下模f調(diào)配灌注的樹脂液f樹脂液排泡f灌注f樹脂液固化f開模取零件并修整毛邊及殘料，這么多工序周期不僅長(zhǎng)，平攤到每個(gè)零件上的成本也就更高了，相對(duì)SLA成形工藝來講就沒有價(jià)格成本及周期上的優(yōu)勢(shì)了。白色高韌性材料NEX白色普通材料服務(wù)G附件是杭州先臨三維對(duì)這個(gè)組件的報(bào)價(jià)T服務(wù)價(jià)格2015n2初015n27A.xls上述3個(gè)圖例尺寸都是在300mm以內(nèi)的零件，從綜合成本來說，無論是傳統(tǒng)的CNC工藝、硅膠模工藝，還是新的SLA光固化成形工藝，都各有千秋。零件結(jié)構(gòu)類型、訂單數(shù)量、交期等都需要綜合分析，才能發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)。大尺寸的零件其實(shí)也一樣。3、SLA光固化成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)SLA光固化快速成形單層厚度最小可達(dá)0.02~0.05mm,制件在此范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)尺寸都可以被清晰地表達(dá)出來，因此可成形形狀復(fù)雜精細(xì)的制件。光敏樹脂未固化成型前是液態(tài)，無顆粒感，所以制件表面質(zhì)量非常高。材料利用率高。d)個(gè)性化、小批量、多品種的異形復(fù)雜零件，用SLA光固化成形技術(shù)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的CNC切削。相比CNC切削加工來說，不需要高水平的CNC編程工程師、不需要高水平的機(jī)床操作人員、不必考慮裝夾、不必考慮是否有加工死角，節(jié)省人力成本及設(shè)備成本，效益同比提升缺點(diǎn)

液態(tài)液體容易受潮和被陽光固話，對(duì)工作環(huán)境要求苛刻。一方面液態(tài)樹脂易吸潮變質(zhì)，另一方面，一般其它光線中含有紫外線也會(huì)使液態(tài)樹脂固話。成型件強(qiáng)度、剛度和耐熱性有限，不利于長(zhǎng)時(shí)間保存。不建議做關(guān)鍵器件及運(yùn)動(dòng)件。SLA技術(shù)必須添加支撐才能成形，多的支撐材料會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)，支撐少了會(huì)不能成形。添加支撐對(duì)經(jīng)驗(yàn)的要求也較高。d)光敏樹脂液價(jià)格貴，市場(chǎng)價(jià)在1000?1500元/KG，以杭州先臨三維的一款型號(hào)為iSLA-450的光固化打印機(jī)，該設(shè)備的液槽容量為125KG,工作時(shí)需要裝滿光敏樹脂液，一槽的材料費(fèi)就達(dá)到12.5?18.75萬元。e)增材較多的零件用SLA工藝相比吸塑工藝及傳統(tǒng)的CNC加工，成本及效益都處于劣勢(shì)，SLA工藝打印樹脂固化速度慢，零件越重(厚實(shí))成本越高，該工藝以克為單位報(bào)價(jià)，5?8元/克f)光敏樹脂固化過程中會(huì)產(chǎn)生收縮，不可避免地會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力或引起形變4、4、SLA光固化成形設(shè)備廠商及價(jià)格工業(yè)級(jí)SLA光固化成形設(shè)備國(guó)際知名廠商主要有Stratasys、3DSystem、EOX,國(guó)內(nèi)知名廠商有華署高科、濱湖機(jī)電、先臨三維、中瑞科技、聯(lián)泰三維。武汶濱溝機(jī)電H艮FL-III型元同作(SLA1激光伏成型機(jī)大型工業(yè)室DH108.00萬1DQ.OOX最大成形尺寸350*350*350武漢濱湖機(jī)電HRPL-1型弟國(guó)化[￡5「薇然由遜機(jī)7^J~1.IP^3DTT80.00萬言加再★★★★★最大成形尺寸600*600*500最大成形尺寸中瑞科技SI600工業(yè)砥3口打印機(jī)謾備海光固化成型萬ioo.oo^

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中瑞科技SHCiCimD打印機(jī)設(shè)備工業(yè)級(jí)激光固把成型59.18^6Me芬聯(lián)拿一維Lite3M=,.，二口：口打下「機(jī)':：1I：aI：.'IH./“二寸=：：?_一一，?'IF卡”也?1B.0-；＜?：".-h.,：：.■,,：l：Tifiiukrii-''?:.￡陽：北酬tl..^：0!■■II11丁「.七」.：：?..“--：空風(fēng)力三：；與口攬JtF力于、、￥40萬.--：l10(II^1-htIu.2tr.rm最大成形尺寸300*300*200雒：1成形尺寸!-1450*450^30；;報(bào)價(jià)55萬元1下圖是幾款桌面級(jí)光固化成形3D打印機(jī)Form1+3D打印機(jī)參數(shù):FormlabsFarml+光固化機(jī)器m□打E[J機(jī)桌面緞3D打印機(jī)設(shè)4.10^^00再打單推術(shù)光固化(麗打印尺寸1253C125X165mm打印展及0JQ25mfn/0.05mm/D.lmin支理鉆構(gòu)自前生.成易于移除物慳.尺寸打幻機(jī)尺寸3a0X2&0X45a(n^l打印機(jī)盤量3Kq適比電源10Q-240V,1.5A.50/60Z.6?W打印材料淞志蟠敗唱｛尾鼠灰色/R色/鎏明色)及腰嚙軟件援型設(shè)計(jì)軟件Solidworks,Rhino.UG,Inventor,^模型生成軟件PreForm話行環(huán)堤WindowsXPiSP31+;Mac05K10,6.3+輸人施五.￡tl.Dbj輸出格式*礪三維成森3□打印機(jī)網(wǎng)SWLA光聞化打E口機(jī)3D打印設(shè)答官為三叁運(yùn)盧k2.O0ZF萬★★★★★整機(jī)重自：17kg修翹材：齡含金麗攤:蒯USB線與電雕技打印軒科騫畬:成郵機(jī)125X125XI和*米打印翻；蝙樹脂E1E11智莖科技SLA激注3□打印機(jī)宣精度25um?也能比FormlDlYABSPLASLA2.27萬納萬★★★★★規(guī)格參數(shù)：打田氏寸:125mm（-：■1125mm（競(jìng)1”165mm.高：.昆吾碣亙二互5串生最小舁屋二25班式莖R6寸:30cm ：-'"30cm（竟jM5cm（售j：15kg■/■三對(duì).三二三三三+==',_+亞三匚打印耗材：充敏樹度弓波二:4u5nm打印方