全景工廠(chǎng)
行業(yè)案例
CASE
行業(yè)/分類(lèi)：其他手板模型加工
加工方式: sla加工 使用材料: 樹(shù)脂
最小精度: 0.1mm 生產(chǎn)周期: 2~5天
產(chǎn)品尺寸: 18cm*10cm*6cm
后處理: 打磨
案例介紹
SLA（立體光固化成型）是一種常用的 3D 打印技術(shù)，用于加工水管手板模型具有以下特點(diǎn)和步驟：
一、SLA 技術(shù)原理
光固化過(guò)程
SLA 技術(shù)基于液態(tài)光敏樹(shù)脂在特定波長(cháng)的紫外光照射下迅速固化的原理。在加工水管手板模型時(shí)，3D 打印機的激光束按照模型的切片數據逐層掃描液態(tài)樹(shù)脂表面。
被激光照射到的樹(shù)脂發(fā)生光聚合反應，從液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，形成模型的一層。然后打印平臺下降一個(gè)層厚的距離，液態(tài)樹(shù)脂重新覆蓋已固化的層，再進(jìn)行下一層的固化，如此反復，直到整個(gè)水管手板模型構建完成。
精度優(yōu)勢
SLA 技術(shù)能夠實(shí)現較高的打印精度，對于水管手板模型這種可能需要精細結構的部件非常有利。它可以精確地打印出水管的內徑、外徑、彎曲角度等幾何形狀，一般可以達到 ±0.1 – 0.3mm 的精度，能夠滿(mǎn)足手板模型對尺寸精度的要求。
二、水管手板模型加工步驟
模型設計
獲取水管模型數據：首先需要有水管的三維模型數據?？梢酝ㄟ^(guò)計算機輔助設計（CAD）軟件直接設計水管模型，或者對現有的水管實(shí)物進(jìn)行三維掃描得到模型數據。在設計過(guò)程中，要準確確定水管的長(cháng)度、直徑、連接方式（如螺紋連接、法蘭連接等）以及特殊結構（如彎管處的曲率半徑等）。
考慮后期處理因素：同時(shí)要考慮到 SLA 加工后的后期處理，例如預留支撐結構的位置。由于 SLA 是逐層構建模型，一些懸垂結構（如水管的分支部分懸空伸出時(shí)）需要添加支撐結構，以便在打印過(guò)程中穩定模型，這些支撐結構在打印后需要去除并進(jìn)行表面處理。
打印參數設置
層厚設置：根據水管手板模型的精度要求設置層厚。如果需要較高的精度，可以選擇較小的層厚，如 0.05 – 0.1mm，但這會(huì )增加打印時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，對于手板模型，0.1 – 0.2mm 的層厚既能保證一定的精度，又能控制打印時(shí)間在合理范圍內。
曝光時(shí)間：確定每層液態(tài)樹(shù)脂的曝光時(shí)間。曝光時(shí)間過(guò)長(cháng)可能導致樹(shù)脂過(guò)度固化，出現翹曲變形等問(wèn)題；曝光時(shí)間過(guò)短則可能導致固化不完全，影響模型的強度和精度。通常需要根據樹(shù)脂的類(lèi)型和打印機的性能進(jìn)行測試確定，一般在數秒到十幾秒之間。
打印過(guò)程
將設置好參數的三維模型數據導入 SLA 3D 打印機，啟動(dòng)打印。打印機按照預定的程序，通過(guò)激光掃描液態(tài)樹(shù)脂來(lái)構建水管手板模型。在打印過(guò)程中，需要確保打印機的工作環(huán)境穩定，溫度控制在樹(shù)脂推薦的工作溫度范圍內（一般為 20 – 30°C），以避免樹(shù)脂性能變化影響打印質(zhì)量。
后期處理
支撐結構去除：打印完成后，首先要去除為了支撐懸垂結構而添加的支撐結構。這可以使用手工工具（如鑷子、剪刀等）小心地將支撐從模型上分離，盡量避免對模型表面造成損傷。
清洗：然后將打印好的水管手板模型浸泡在特定的清洗液中，去除表面殘留的液態(tài)樹(shù)脂。常用的清洗液有酒精或專(zhuān)用的樹(shù)脂清洗溶劑，清洗時(shí)間根據模型的大小和殘留樹(shù)脂的量而定，一般為 10 – 30 分鐘。
固化處理：清洗后的模型需要進(jìn)行后固化處理，以進(jìn)一步提高模型的強度和穩定性。將模型放置在紫外光固化箱中，按照樹(shù)脂的固化要求設置固化時(shí)間和強度，一般需要數小時(shí)到十幾小時(shí)不等。
表面打磨與拋光：如果需要更好的表面質(zhì)量，可以對水管手板模型進(jìn)行表面打磨和拋光處理。對于水管模型的外表面，可以使用砂紙從低目數到高目數逐步打磨，去除表面的瑕疵，然后使用拋光膏進(jìn)行拋光，使其表面光滑，達到類(lèi)似實(shí)際水管的外觀(guān)效果。
三、材料選擇
光敏樹(shù)脂特性
在 SLA 加工水管手板模型時(shí)，要選擇合適的光敏樹(shù)脂材料。一般來(lái)說(shuō)，需要考慮樹(shù)脂的硬度、韌性、耐溫性等特性。
對于一些模擬實(shí)際水管工作環(huán)境的手板模型，如果需要承受一定的壓力或者可能受到外力撞擊，應選擇具有較高韌性的樹(shù)脂材料，以防止模型在測試過(guò)程中破裂。
與水管材質(zhì)的相似性
如果要通過(guò)手板模型測試水管的流體性能等，要盡量選擇與實(shí)際水管材質(zhì)在物理特性上相似的光敏樹(shù)脂。例如，如果實(shí)際水管是由某種塑料制成，要選擇在密度、表面粗糙度等方面相近的樹(shù)脂材料，以便更好地模擬實(shí)際水管的性能。
