Formlabs 的 Form 4 树脂 3D 打印机及其生物相容性版本 Form 4B 采用了我们的新一代 Low Force Display™ (LFD) 打印引擎,可将液态树脂转化为打印部件。
LFD 打印引擎具有六个先进子系统,为超高速度、无与伦比的可靠性、惊人的打印质量和高性能材料设定了全新标杆。
什么是 Low Force Display™ 技术?
Form 4 采用了我们的新一代 Low Force Display™ (LFD) 打印引擎。LFD 重新定义了行业性能标准,集无与伦比的可靠性、打印速度、打印质量、尺寸精度和材料多样性于一体。
LFD 基于 Formlabs 先前的 Low Force Stereolithography™ (LFS) 打印引擎。自 2011 年以来,已有 5 万余家公司使用超过 13 万台 Formlabs 3D 打印机生产了 4 亿余个高性能部件。
1984 年,科学家 Chuck Hull 申请了 SLA 的专利,这成为世界上首个商业 3D 打印技术,为专业品质的快速原型制造开启新机遇,从而彻底改变了苹果、波音和福特等公司的设计流程。但由于打印机成本、尺寸、复杂性和材料的限制,其应用范围仅限于财富 500 强企业。
2011 年,Formlabs 首次将 SLA 打印技术带到桌面上,推出了 Form 1,打造了全新的工程师和设计师社区,并提供了用于内部原型制造和生产的专业工具。
2015 年,Form 2 为桌面级 SLA 打印和专业人士带来了新进展,包括自动树脂分配、无忧材料更换、增大 40% 的成型体积、触摸屏控制、Wi-Fi 连接、可靠性和更广泛的高性能材料。
2019 年,搭载 LFS 技术的 Form 3 和 Form 3B(用于生物相容性 3D 打印)发布。LFS 是一种立体光固化技术,利用柔性槽和线性照明彻底颠覆了打印质量和打印机的可靠性,由于剥离力较低,可实现更平滑的表面处理效果和轻触式支撑。
最近,许多制造商已从基于激光的 SLA 转向 DLP 或 LCD,因为这些光学系统大幅提高了打印速度,但往往以牺牲表面光洁度、可靠性、分辨率或硬件使用寿命为代价。为了应对这些挑战,Form 4 的 LFD 打印引擎就应运而生,在一台打印机上即可实现专业人员所需的速度、可靠性和部件质量。LFD 引入了数种先进子系统,包括背光模块、Light Processing Unit、剥离纹理和集成摄像机,并通过更新柔性覆膜层树脂槽、树脂盒、自动树脂处理和智能控制系统实现了重大改进。
Form 4 | Form 3/B/+ | |
---|---|---|
技术 | 掩模立体光固化 (MSLA) | 立体光固化 (SLA) |
打印机引擎 | Low Force Display™ (LFD) | Low Force Stereolithography™ (LFS) |
打印引擎的关键组件 | 背光模块 Light Processing Unit 4 (LPU 4) 剥离纹理 重新设计的柔性覆膜层树脂槽 智能控制系统 高速自动树脂处理 | 激光器 Light Processing Unit (LPU) 柔性覆膜层树脂槽 自动树脂处理 |
光源 | 背光模块 (LED) 和准直透镜 | 激光器 |
Light Processing Unit | 显示屏和剥离纹理 | 振镜、反射镜、空间滤波器 |
成型体积 | 20.0 × 12.5 × 21.0*cm 5.25 升 | 14.5 × 14.5 × 19.3*cm 4.05 升 |
* 如果您要使用 Form 4/B 打印的任务高度超过 19.0cm,或使用 Form 3/B/+ 打印的任务高度超过 18.5cm,则必须在移除打印件的同时移除树脂槽。使用 Form 4/B 打印的任务高度超过 19.0cm 或使用 Form 3/B/+ 打印时超过 18.5cm 时,PreForm 会向用户发出警告。
LFD 的工作原理
LFD 打印引擎的核心是背光模块。这种超高功率光源使用 60 个 LED、集成冷却和准直透镜,16mW/cm2 的光功率强度领先于行业,可在构建平台上的任何位置实现极快的打印速度以及出色的打印质量和精度。
背光模块发射均匀的区域投射光,通过透镜阵列,使光线更加准直或平行、均匀,消除了暗点或亮点。定制透镜阵列由平凸透镜制成,即使在高功率下也能提供高度准直和均匀的光线。
光线从此处通过 Light Processing Unit (LPU) 4,从而在其中通过一系列偏振片、光学涂层和定制液晶显示屏形成打印层的形状。像素尺寸为 50μm 的高分辨率显示屏和预调抗混叠技术可实现清晰细节、光滑表面处理效果和精确公差。定制显示屏还具有高光透过率的特点,可为树脂提供最大的光学功率,并实现极快的打印速度。
不同于现有基于显示屏的打印机,LPU 4 经久耐用,根据打印材料和层高的不同,经设计和制造可在更换前实现 60 万-190 万层的稳定打印性能。LPU 4 还配备有坚固的金属框架、抗刮擦表面涂层和智能软件(碎屑检测和力限制),可避免意外损坏。在需要更换时,任何人都可以以较低的成本方便快捷地更换 LPU 4。
在光线照射到树脂槽内的液态树脂后,整个液态层会立即固化为固态层。然后,构建平台从树脂中升起,精密的 Z 轴将树脂层从树脂槽底部剥离。
过去,剥离力一直是树脂 3D 打印的一大障碍,迫使用户在选择打印机时要么牺牲部件质量和可靠性,要么降低打印速度。而 Form 4 采用了新型剥离纹理和重新设计的柔性覆膜层树脂槽,从而将剥离力降至最低。
剥离纹理是一种专有定制微纹理光学覆膜层,可引入气流,防止树脂槽吸附到 LPU 上。
新型柔性覆膜层树脂槽是一种经久耐用的耗材,用于在打印机内容纳树脂,并为液态树脂提供固化表面。它具有双层柔性覆膜层,可与固化层边缘轻柔分离,减少对固化层施加的剥离力。
剥离纹理和柔性覆膜层树脂槽共同作用,大大降低了对打印件施加的力。因此,Form 4 通过轻触式支撑可以快速、可靠地生产出光滑、精细的部件,打印效果可与注射成型相媲美,同时具有极高的打印速度和可靠性。
升级版自动树脂处理和全新材料
在打印开始前等待树脂加热已经成为过去式。Form 4 配有传导树脂加热器和红外温度传感器,加热时间更短,最大限度地减少了打印准备时间。加热器和红外传感器可精确控制树脂温度,并可使用高粘度材料进行打印。
双层柔性覆膜层树脂槽的设计使用寿命长,最大限度地减少了维护成本和浪费。其特点在于顶部覆膜层为化学惰性和柔性,底部覆膜层则坚硬耐用,以防止刮擦和刺穿。树脂槽易于使用,并配有用于打印机安装的简单锁销、易于倾倒的槽口和超大容积(不打印时为 2.3L),可防止树脂意外溢出。
每个树脂槽均包含一个可重复使用的盖子和堆栈式设计,便于堆叠树脂槽并在机器外部储存树脂。每种树脂颜色或类型都配有单独容器,切换材料就如同放入新树脂槽一样轻松。
树脂槽经久耐用,在整个使用寿命内性能稳定。每个树脂槽在使用任何 Formlabs 树脂打印 7.5 万层以上时仍能提供稳定的性能。柔性覆膜层树脂槽的价格比早期型号低 33%,因此尝试新材料并降低运营成本变得前所未有地简单。
高速树脂混合器可轻松固定在树脂槽上,并快速将树脂重新混合成均匀的液体,对打印时间的影响几乎为零。这有助于在整个构建平台范围内打印任意尺寸的部件时,确保出色的打印质量和精度。树脂混合器可拆卸,并可轻松用于装有相同材料的树脂槽。因此,使用 Form 4 打印每种材料均只需要一个树脂槽混合器,从而减少了浪费。
树脂处理系统自动将树脂分配到您的打印机中,无需人工操作。根据材料粘度的不同,相对于 Form 3 而言,重新设计后的咬阀流速更高,填充速度提高 5-10 倍。Form 4 树脂盒仍含有 1L 树脂,但塑料含量比 Form 3 少 63%,尺寸缩小了 30%,从而减少了浪费,提高了存储效率。安装到打印机上后,树脂盒称重传感器会称量树脂盒中的树脂量,从而清楚地显示树脂的剩余量,便于提前计划树脂量。
Form 4 经验证可以使用 Formlabs 材料库中 23 种高性能材料进行打印,其中包括 6 种全新树脂,打印速度、韧性、精度和外观均有所改善:
- 通用树脂 V5(Clear Resin、Grey Resin、Black Resin、White Resin)的打印速度比 Form 3 快 2 到 5 倍,韧性和颜色均进行了优化。
- Fast Model Resin(快速模型树脂)用于高速生产原型或正畸模型。
- Precision Model Resin(精确模型树脂)用于生产始终完美配合的高精度牙科模型。
查看 Formlabs 材料库以了解详情。
简洁的用户体验
Form 4 以 Form 3+ 的直观用户体验为基础。借助 Wi-Fi、以太网和 USB 连接以及电源开关,无论您的业务需求如何,都可以比以往更轻松地控制打印机。其他更新意味着 Form 4 更加自主、智能,用户可以腾出时间完成更有价值的任务。
通过 7 英寸触摸屏与更直观的触控 UI 交互。屏幕上的预防性维护提醒、打印状态信息和打印机就绪信息将打印过程的简洁性和直观性提高到更高层次。
随时可查看打印机名称和状态,从此无需在打印机上粘贴便利贴。五分钟后,超时界面将以较大字体显示名称、树脂和打印机就绪状态,打印机类型以及准备就绪状态一目了然。
预印时间缩短意味着用户通常可以在启动 Form 4 后不到一分钟就离开。但是,如果打印机已准备就绪,则无需与打印机交互,只需将打印从计算机发送到打印机,Form 4 就会自动开始打印。
屏幕上的信息包括维护提醒和诊断工具,以保持打印机运行顺利。如果出现问题,错误信息会显示二维码,从而提供支持文档,便于尽快恢复运行。
令人兴奋的是,随着时间的推移,我们还将通过固件更新不断增加新功能,包括发布更多语言选项。
智能控制系统和集成摄像机
六个板载控制系统可精确测量并保证 Form 4 的内部温度、树脂含量、打印力和打印状态。除了树脂盒称重传感器和传导加热装置外,Form 4 还包括打印机水平传感器、树脂液位传感器、集成 Z 轴力传感器和摄像机。
打印机水平传感器:在 Form 4 插上电源并打开后,触摸屏会自动引导您进行调平。只需按照屏幕提示,使用随附工具调整打印机支脚即可。调平打印机可确保树脂含量感应系统能够精确测量整个树脂槽中的液态树脂含量,从而实现始终如一的精确打印。
树脂液位传感器:树脂液位传感器可精确测量树脂槽中的树脂量,并控制自动树脂分配系统,确保树脂液位和打印性能保持一致。
Z 轴力传感器:Z 轴力传感器可测量打印过程中施加在每一层上的力,并自动调整 Z 轴运动,以尽量减少这些力。这为使用任意材料打印任何几何形状的部件提供了最佳的速度、质量和可靠性。
摄像机:成型室内部的摄像机会在每次打印完成后拍摄照片或延时摄影视频,并将其上传到 Dashboard(Formlabs 的打印机管理软件)中,便于用户随时随地查看打印状态。这一功能使远程打印监控和打印历史追踪的简便性进一步提升。如果用户不希望使用该功能,可以轻松关闭、遮盖或拆卸摄像机。
构建平台
我们提供两种不同的构建平台供用户选择,以优化打印并方便取出打印部件。备用构建平台可加快工作流程,实现不间断打印。
Build Platform 具有坚硬的铝制表面。Build Platform Flex 搭载了荣获专利的快速剥离技术 (Quick Release Technology),并具有柔软的打印表面,用户无须借助工具即可在数秒内取下部件。Build Platform Flex 能够消除部件受损风险,还可以简化工作流程。且采用不锈钢打印表面,坚固耐用。直接在 Build Platform Flex 上打印部件,可节省材料成本和后处理时间。
Form 4 Build Platform 和 Build Platform Flex 的可打印表面为 20.0 × 12.5cm,而 Form 3 Build Platform 和 Build Platform 2(第二代构建平台)的可打印表面为 14.5 × 14.5cm。
Form 4 Build Platform 和 Build Platform Flex 以及 Build Platform(Form 2、Form 3/B/+)和 Build Platform 2 (Form 3/B/+) 均与新型 Form Wash(第二代)兼容。
Build Platform | Build Platform Flex | |
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快速剥离技术 | 否 | 是 |
树脂兼容性 | 全部树脂 | 全部树脂(使用柔性/弹性材料打印的部件可能无法通过快速剥离功能可靠地从构建平台上移除,但可以用工具轻松取下) |
与 Form Wash(第二代)兼容 | 是 | 是 |
实现完美打印
造物艰难,分秒必争。当 Formlabs 工程师开始制造 Form 4 时,速度、可靠性、准确性和材料性能是他们考虑的首要因素。无数小时的研究和开发为 Form 4 提供了动力,所有这些都是为了创造一种工具,让您能够不断突破极限。
开箱即用,打印准确,速度极快。订购 Form 4 或 Form 4B,或联系 3D 打印专家,了解打印机如何帮助您实现业务目标。