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我的树脂能否在使用 Open Material Mode 的 Formlabs SLA 打印机上使用?

我的树脂能否在使用 Open Material Mode 的 Formlabs SLA 打印机上使用?

影响特定材料在 Formlabs SLA 打印机上是否能正常使用的因素有很多。打印可靠性、打印速度、表面光洁度、精度和精细特征分辨率都是会受到材料选择、3D 打印机和 打印设置编辑器中的设置影响的因素。并非所有影响因素都能立即显现出来,即使是符合下文所述要求的某些材料也可能无法打印。

一般来说,如果材料设计为在 405nm 紫外线下固化,那么很有可能可以在 Formlabs SLA 打印机(如 Form 4)上使用该材料进行打印。其他所有考虑因素都是次要的。

注:

虽然这些要求大多适用于 Form 4 和 Form 3 代打印机,但某些具体要求(如粘度范围)可能因打印机而异。本文列出的具体数值适用于 Form 4 代打印机。

波长

确定树脂是否可以使用 Formlabs SLA 打印机进行打印的最重要的单一因素是其设计的工作波长。Formlabs 打印机使用波长为 405nm 的光线,这是光聚合 3D 打印中最常用的波长之一。其他常见波长为 385nm 和 450nm。根据所用光引发剂的不同,这些波长之间可能存在一定的重叠,但如果给定树脂的制造商使用的波长不是 405nm,则有必要进一步研究树脂的特性,以确定其是否能在 Formlabs 机器上成功打印。

如果产品未标明波长,可以购买 405nm 激光笔,用激光照射一滴树脂,观察其是否固化。另一种选择是将少量树脂倒入干净的树脂槽中,在打印机上运行 清洁片工具,并评估树脂是否固化。如果树脂在这些测试中未固化,则不太可能在 Formlabs SLA 打印机上使用。如果可以固化,则很有可能可以打印,但仍需评估质量、可靠性和打印速度。

如果树脂并非专为 405nm 光线或默认曝光值而设计,可能会出现以下打印失败情况:

  • 部件固化不足:部件非常粘稠且松弛(即原始状态下强度较低)。这通常意味着树脂需要更高的曝光量才能正常打印。
  • 部件 Z 轴溢出增加:每层的固化量超过预期,因此每层的厚度都大于预期。孔洞可能无法成型为圆形,小型特征通常会过大。
  • 未固化:即使曝光量很高,也不会或几乎不会发生固化,部件无法成型。

其他考虑因素

虽然波长是迄今为止最重要的属性,但还有一些其他属性会影响材料的可打印性。这些属性通常会影响打印质量。

粘度

树脂的粘度是对其流动阻力的衡量,通常以厘泊 (cP) 为单位。例如,水是一种低粘度材料,流动速度快,而糖蜜是一种高粘度材料,流动速度极慢。这会对树脂的可打印性产生重大影响。低粘度树脂容易溅到打印机侧面,而高粘度树脂则需要电机缓慢移动,以便树脂充分覆盖打印表面,并避免对部件施加过大的力。

Formlabs 打印机已成功使用粘度在 100 至 30000 cP 之间的树脂进行打印,尽管可打印性范围并无硬性限制。通常首选粘度较低的树脂,树脂粘度在几百 cP 的范围内。高粘度树脂会对打印机和打印部件施加更大的力,从而导致马达或刮板停滞、层数不均匀或其他严重影响打印质量的缺陷。以 Silicone 40A Resin 为例,该树脂是 Formlabs 目前生产的粘度最高的树脂,粘度为 7800cP。

温度会显著改变粘度,打印温度越高,粘度越低。Formlabs SLA 打印机的工作温度最高可达 45°C,这可以显著加快打印速度并降低打印失败的风险。请注意,如果所选树脂易挥发,加热树脂会延长预印时间并产生额外烟雾。

与树脂粘度相关的一些常见打印故障包括:

  • 高粘度树脂在降低构建平台时可能会产生过大的力,导致构建平台偏转,打印层厚度增加或略有不均匀。
  • 高粘度树脂可能无法在层间完全重涂打印表面,导致特征缺失或不完整。
  • 低粘度树脂可能会从树脂槽中溅出,落到打印机内部。

机械性能

Formlabs 打印机可以使用具有多种不同机械性能的树脂进行打印,但有一些重要因素需要牢记。较软的材料通常更难打印,需要减慢马达移动速度以降低对部件的作用力,并需要更多支撑以确保稳定性。一般来说,如果材料的模量为 1500MPa 或更高,则相对容易打印,而较软的材料则更具挑战性。

物理性能

根据具体材料的不同,还有一些其他物理性能值得注意:

  • 添加剂/填充粉末或颗粒尺寸:较大的颗粒尺寸,尤其是大于层高的颗粒尺寸,会对打印产生严重影响。如果树脂中添加剂的粒径大于所选的打印层厚,则在挤压打印层时,可能会损坏树脂槽覆膜层或打印机本身。颗粒形态对机械性能的影响更大,如果颗粒在某一特定方向上较长,则会在 XY 平面上随机定向,而不是保持各向同性。
  • 添加剂/填充粉末或颗粒形态:如果树脂中含有某种添加剂,其颗粒在某一特定方向上较长,则会倾向于在 XY 平面上定向,而非保持各向同性。
  • 填充物的半透明性:即使是能在 405nm 光线下良好固化的树脂,如果填充了阻挡光线的填充材料,也可能会固化失败。填充物透明度较低的树脂仍然可以使用较小的层高进行打印,因为在固化一层之前,光线的传播路径较短。
  • 化学相容性:某些类型的材料可能会与树脂槽、树脂槽覆膜层或打印机的其他部件发生反应。在打印前以及整个打印过程中定期检查是否存在任何意外反应。
  • 安全:在处理任何新材料之前,请务必阅读制造商的安全数据表 (SDS)。注意打印温度,因为这会加剧树脂的挥发。在使用树脂时,应采取适当的预防措施、通风措施和个人防护装备。