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Sintratec的高精度激光具有更小的光斑尺寸，可在SLS 3D打印中實現卓越的打印分辨率和更精細的細節。 ? 選擇性激光燒結（SLS）3D打印被認為是增材制造中最可靠和最具生產力的形式之一。[1]最近，硬件方面的進步進一步改善了SLS印刷，實現了更好的表面加工質量和可達到的精細細節水平。 ? 在辛特拉泰克作為專業SLS系統的瑞士制造商，這些進步是以高精度激光的形式出現的，其光斑尺寸明顯小于其他入門級SLS系統。這使得Sintratec在其SLS平臺上實現了無與倫比的打印分辨率和特征尺寸。在本文中，我們將了解什么是激光光斑尺寸，它如何影響打印分辨率，以及Sintratec的技術如何為SLS用戶帶來新的機遇。 ? 激光光斑尺寸的科學 選擇性激光燒結是一種增材制造技術，通過使用激光燒結粉末材料來制造零件。該過程從在構建平臺上沉積一薄層聚合物粉末開始。然后，高能激光選擇性地掃描表面，根據正在制造的零件的橫截面幾何形狀熔化和熔合粉末。完成一個打印層后，構建平臺逐漸下降，新的粉末層在表面上鋪開，重復燒結過程。這種一層一層的方法一直持續到零件完成。[2] ? 雖然在SLS過程中可以使用不同類型的激光器，但最常用的一種是光纖激光器。這些激光器通過二極管產生光，將能量注入摻有稀土元素（如鐿）的光纜。產生的光通常具有約1，060 nm的波長，這在金屬和某些聚合物中提供了高吸收率。這一特性使得光纖激光器對于聚合物和金屬粉末的精確熔化非常有效。SLS中光纖激光器的優勢包括其出色的光束質量、能效和最低維護要求。[3] ? 在SLS印刷中評估激光性能時，激光光斑尺寸是最重要的規格之一。簡而言之，激光光斑尺寸（也稱為激光束直徑）被定義為激光可以通過透鏡聚焦到的最小直徑。激光光斑尺寸如此重要的一個主要原因是它直接影響激光能量密度，而激光能量密度通過影響熔池尺寸、穿透粉末層的深度和最終產品的整體分辨率來決定燒結零件的精度和質量。激光能量密度定義為[4] ? ? ? 其中: ? E?是激光能量密度（J/cm^2） ? P是入射激光功率（瓦特） ? v是激光掃描速度（厘米/秒） ? δ 激光束光斑尺寸（厘米） ? 激光光斑尺寸本身可以用幾種不同的方法定義和計算，但是在SLS打印機中，光斑尺寸通常由半峰全寬（FWHM）定義。從本質上講，FWHM通過測量強度曲線（光強與位置的關系圖）上強度下降到峰值一半的兩點之間的距離來量化光束的擴散或發散。[5] ? 影響激光束光斑大小的變量有很多。假設一個理想的高斯光束，它的束寬隨著它沿軸的傳播而變化。因此，焦距處的光斑尺寸由焦距本身、高斯光束的最小半徑（即束腰）和光束的波長決定。基于此，光斑尺寸在數學上定義為[6] ? ? ? 其中: ? f就是焦距。 ? 濾水器(Water Filter)是光束半徑焦距（即光斑尺寸） ? λ是激光波長 ? w?是梁腰 ? ? 圖1:激光沿其軸線的傳播。 ? 最終，激光光斑尺寸是影響打印組件分辨率以及密度、強度和最小特征尺寸等屬性的重要因素。從本質上講，SLS 3D打印機可以實現的細節程度由激光光斑尺寸決定，最小特征尺寸通常對應于激光光斑尺寸。 ? 激光光斑尺寸對打印質量的影響 當我們專門討論3D打印的分辨率時，需要考慮兩種分辨率:Z分辨率和XY分辨率。z分辨率是垂直分辨率，取決于打印的層厚（即重新涂覆器可以將每個新的粉末材料層涂得多細）。XY分辨率是指打印的水平分辨率，受激光光斑大小和激光移動精度的影響。[7] ? 因此，較小的激光光斑尺寸直接對應于較高的XY打印分辨率，并使用戶能夠將非常精細的細節和復雜的特征集成到他們的3D打印中。具有較小激光光斑的SLS 3D打印機也更適合打印具有優異表面光潔度的零件。較小的激光光斑尺寸已被證明可降低層線高度，從而使印刷物體的層線更不明顯、表面更光滑、細節更精細。[8] ? 研究發現，較小的激光光斑尺寸顯著提高了印刷軌跡的幾何精度。[9]其中一個原因是，小光斑尺寸可以精確控制熔體軌跡的尺寸，包括其寬度、高度和深度。作為這一過程的一部分，較小的光斑尺寸使熔體軌跡周圍的熱影響區最小化，從而減少了可能損害最終產品機械完整性的熱變形和殘余應力。 ? 調整激光功率和掃描速度可以顯著影響這些參數，從而創建更平滑的表面和更清晰的軌跡邊緣。精確的參數控制有助于保持穩定的熔池動態，這對于最大限度地減少降低印刷質量的缺陷（如孔隙和孔眼形成）至關重要。 ? ? ? Sintratec的獨特銷售主張（USP） Sintratec非常重視SLS打印機的激光光斑尺寸。該公司的機器擁有當今SLS 3D打印市場上最精細的激光光斑直徑和分辨率。該公司為其全材料平臺Sintratec S3開發的最新聚變模塊配備了30瓦光纖激光器，聚焦光斑尺寸僅為145 μm .配備10瓦光纖激光器的S2具有相同的激光光斑尺寸。 ? Sintratec的激光光斑直徑遠小于市場上許多其他SLS平臺。這為其技術在航空航天和電子等行業的應用開辟了道路，這些行業不僅需要高產量和工藝一致性，還需要高分辨率和零件精度。您可以在下面找到一些領先的SLS系統的比較: ? SLS 3D打印機 激光光斑尺寸（微米） S3和S2 微米145號[10] Prodways Promaker P1000 微米450號[11] 辛特里特·麗莎十世 微米650號[12] Formlabs保險絲1 200微米[13] 現實世界的應用和優勢 各行業的采用者已經從Sintratec的高分辨率SLS解決方案中獲益。在全球范圍內，產品開發人員、工程師和研究人員利用其瑞士制造的系統來創建精確的功能原型，這些原型不僅與最終零件的精確尺寸和形狀非常匹配，而且還與它們的機械性能非常匹配。該應用程序大大加快了設計驗證和原型測試的速度，使用戶能夠快速自信地進入批量生產。 ? 孔塔克-西蒙公司作為一家主要的電氣安裝設備制造商，自2022年以來一直在使用Sintratec S2為電氣行業制造復雜的高精度原型。在這種應用中，Sintratec光纖激光系統的精度至關重要，因為打印零件用于在進入全面生產之前驗證幾何形狀和組件。Sintratec印刷的高質量表面光潔度以及生產具有精細細節的復雜形狀的能力對Kontakt-Simon來說非常重要，因為電氣外殼和組件不僅必須適合其內不同幾何形狀的電氣組件，而且還必須完美地適合更大的組件。當被問及S2的主要優勢時，Kontakt-Simon技術部門負責人托馬斯·維爾克列出了“復雜的幾何形狀、薄的壁、高美觀性和準確性、強大的強度以及零件各軸的同質性。” ? ? ? 瑞士窗戶制造商埃什巴爾還集成了Sintratec S2，用于多種最終用途，包括原型制作、模具和小批量生產零件。與Kontakt-Simon一樣，該公司重視該技術打印與注塑零件特性緊密匹配的零件的能力。“對于SLS工藝，高達0.1毫米的公差和表面質量給我們留下了特別深刻的印象，”Eschbal技術部成員Michael Ebn? ther評論道。對于工具和最終使用的零件，機械性能至關重要。例如，Eschbal通過SLS 3D打印優化了一個連接器組件，使最終零件的重量減輕了33%。 ? 案例研究僅代表了Sintratec高分辨率3D打印機使用方式的一小部分。你可以找到更多客戶故事給你。 ? 結論 總的來說，激光光斑尺寸是SLS難題的重要組成部分，會影響分辨率等打印屬性。通過專注于激光光斑尺寸的精度，Sintratec在更廣泛的SLS市場中為自己開辟了一個位置，以滿足要求高打印精度和精細細節的應用。結合SLS出色的吞吐量和一致性，實現更小功能并最終獲得更高質量打印的能力將該技術提升到了另一個水平。 ? 參考 1.Awad A、Fina F、Goyanes A、Gaisford S、Basit AW。3D打印:選擇性激光燒結的原理和藥物應用。國際制藥。2020年8月30日；586:119594.doi:10.1016/j . ijp harm . 2020.119594 . Epub 2020年7月2日。PMID: 32622811。 ? 2.David L. Bourell、Trevor J. Watt、David K. Leigh、Ben Fulcher，聚合物激光燒結的性能限制，物理學進展，第56卷，2014年，第147-156頁，國際刊號1875-3892，https://doi.org/10.1016/j.phpro.2014.08.157. ? 3.遼、海、樂、山、龍、DV。“用試驗設計方法優化雙金屬粉末的選擇性光纖激光燒結。“ASME/ISCIE 2012柔性自動化國際研討會會議錄。ASME/ISCIE 2012柔性自動化國際研討會。美國密蘇里州圣路易斯。2012年6月18日至20日。第475-482頁。ASME。https://doi.org/10.1115/ISFA2012-7232 ? 4.呂麗蓮、傅俊輝、黃友生（2001）。選擇性激光燒結。激光誘導快速成型材料和工藝。馬薩諸塞州波士頓斯普林格。https://doi.org/10.1007/978-1-4615-1469-5_5 ? 5.J. Chalupsk、J. Krzywinski、L. Juha、V. Hájková、J. Cihelka、T. Burian、l . Vyín、J. Gaudin、A. Gleeson、M. Jurek、A. Khorsand、D. Klinger、H. Wabnitz、R. Sobierajski、m . strmer、K. Tiedtke和S. Toleikis，“聚焦非高斯X射線激光束的光斑尺寸表征”，Opt .快遞18，27836-27845 (2010)。 ? 6.Oz Livneh，Gadi Afek和Nir Davidson，“用二元軸棱錐產生有效的、準直的薄環形光束”，應用光學。57, 3205-3208 (2018) ? 7.安凱塔·詹德爾、伊克希塔·查圖維迪、伊希卡·瓦齊爾、安庫什·劉冰、米爾·伊爾凡·烏爾·哈克,《3D打印——工業4.0中的工藝、材料和應用回顧》,《可持續運營和計算機》,第3卷，2022年，第33-42頁，ISSN 2666 4127。https://doi.org/10.1016/j.susoc.2021.09.004. ? 8.M. Launhardt，a . wrz，A. Loderer，T. Laumer，D. Drummer，T. Hausotte，M. Schmidt，用各種測量技術檢測SLS零件的表面粗糙度，https://www . science direct . com/science/article/ABS/pii/s 0142941816302057 ? 9.Vaglio E，De Monte T，Lanzutti A，Totis G，Sortino M，Fedrizzi L .用小激光光斑直徑選擇性激光熔化Ti6Al4V獲得的單徑跡數據。數據簡介。2020年10月22日；33:106443.doi:10.1016/j . DIB . 2020.106443 . PMID:33195769；PMCID: PMC7642809。 ? 10. https://sintratec.com/sls-3d-printer/amp/sintratec-s2/ ? 11. https://www . prodways . com/WP-content/uploads/2021/09/ProMaker-p 1000-Series-EN-v 19 . 08 . 2021 . pdf ? 12.https://www . 3D-printer . com/3D _ Printers/Sinte

XiP和NXE系列3D打印機 導言 了解2023年最新的超快3D打印材料,哪種材料能夠承受在氣泡成型機中制造15,000個鏡頭所需的高溫和壓力?哪些樹脂用于必須承受紫外線、溫度變化和其他基本外部條件的生產部件?這種新的陶瓷材料是最快的3D打印材料,但它也可以承受最高的溫度。 ? 想知道幾分鐘內可以打印哪些其他類型的材料嗎?看看指南。 ? 本指南涉及: ? 2023年更新的材料 材料的特性和使用可能性 每種材料的認證測試規格 材料使用案例研究 LSPc? 技術 Nexa3D方法 Nexa3D專有的LSPc技術將光聚合物流式焦油與紫外線(UV)光一起轉化為結構塑料。先進的膜技術與可擴展的4K LCD圖像掩蔽相結合,為用戶提供了高生產率的制造系統,使他們能夠快速迭代產品概念,然后立即投入生產。 ? NexaX 智能軟件優化了每一層,以實現最短的打印時間和始終如一的質量。在XiP和NXE系列3D打印機上打印的零件具有出色的表面光潔度,全密度和各向同性特性,這是其他增材制造平臺無法實現的。 ? Nexa3D技術增強了世界各地的行業,包括定制消費品,牙科,工具制造,骨科,汽車制造,科學研究,電子,休閑,娛樂等。專業人士利用增材制造的眾所周知的優勢,結合NXE 400平臺的功能材料和生產力,開發出能夠徹底改變行業的產品。 ? 超高速 Nexa3D 3D打印在從桌面到生產的創紀錄時間內 ? 數量 約4.8L 195 x 115 x 210mm (7.7 x 4.5 x 8.3 in) 技術 LSPC Pixel 尺寸 52 μm (0.0020 in) 最大分辨率 4K (3840 x 2160) 27 部分打印時間* 43分鐘 打印機指紋(XYZ) 420 x 350 x 530mm (16.5 x 14 x 21 in) 材料包裝 1kg 鋁制墨盒 * 適用于具有 200 微米層高和 x45 原型材質的 3 路連接文件。 ? 后處理 適用于 XiP 和 NXE 系列 3D 打印機的自動清洗和固化 ? 我們的3D打印后處理解決方案可確保使用商用3D打印機制造的零件的機械性能和可預測的性能一致。 ? 關于XIP ? XiP Wash + Cure 是一款 2 合 1 后處理站,可在緊湊的封裝中提供最佳的自動后處理。只需使用IPA或xCLEAN將零件放入洗衣槽中,然后開始洗衣循環。然后取出洗衣槽并將其部分放在旋轉臺上,將LED手臂折疊下來,并將反射蓋放在其上以進一步固化。 ? 一般考慮 ? Thermal ? 在設計LSPc工藝時,請考慮整個工藝流程和物理限制。我們的許多設計準則類似于注塑,因為樹脂經歷了1-2%的相變和收縮,類似于熱塑性塑料凝固成形狀。然而,收縮是分層進行的,因此自由橫截面的突然變化可能導致變形。我們將告訴您如何避免此問題。 ? 厚截面的硬化也導致過熱熱量的增加,并且在XY平面上有一定的硬化。NexaX 2.0 軟件可優化打印速度以控制溫度。添加液體樹脂的流動性有助于在構建過程中避免組件中的熱梯度,并允許更高的速度。 ? 籌備建設 ? 構造的前幾層是故意過硬的,以確保對構造板的應力,并且在XY方向上略微過大。這不應該是一個問題,因為通常只有支柱受到影響。如果您在沒有支撐的情況下構建,請在基礎表面的邊緣添加1-2毫米長的相位。這使得擠出的特征保持可測量性,并且更容易從建筑板上移除。每一層都比前一層高出一定的百分比,因此如果水平孔沒有被0.04毫米的平衡,則水平孔會略微偏斜。 ? 后處理 ? 從該部件中清除多余的樹脂可能很難在糞便,空腔或微流體通道中使用,并且需要先進的清潔技術。此外,加熱或燃燒會導致平板變形。在硬化過程中添加肋骨或限制部分。 ? ? 后處理 光學強化與硬化 ? 光聚合工藝(如LSPc)中使用的樹脂并非完全不透明,因此光線穿透材料的薄區域并導致過硬化和/或硬化。在大多數情況下,這些效果不是問題,除非零件非常小,或者您嘗試使用設計實現非常窄的公差。如果您了解這兩種現象,您可以在設計和制造時輕松考慮它們。 ? 覆蓋率(XY水平) ? 當紫外光源的光線擴散到遮罩邊緣之外并使遮罩邊界附近的材料硬化時,會發生過硬化,導致額外硬化0.01-0.05mm超出遮罩邊界。散射主要是由樹脂中的染料和填料引起的,因此校正因子因材質而異。過硬化度隨著曝光時間的增加而增加,在基層中通常大于0.05毫米。 硬化(Z軸) ? 硬化是光機的紫外線穿透現有材料層并產生額外硬化的效果。這是實現逐層責任所必需的。硬化導致材料在Z軸上的過硬化。硬化深度取決于材料,高分辨率材料的硬化范圍為0.02-0.05mm,一些透明材料的硬化程度高達1.0mm。 ? Voxylation ? 印刷模型表示為體素 ? XY 分辨率 = 面具的像素大小 Z 分辨率 = 層高 默認情況下,反鋸齒應用于 XY 邊緣 設計咨詢 設計以建筑物為導向 使用表面紋理和有機形狀 特征目標大小 > 5 體素。 處理此 與笛卡爾 Csys 正交對齊,或以大于 10° 的角度與任何軸對齊 降低層高以最大限度地減少層的形成或在Z中實現更高的分辨率。 ? ? 設計指導方針 ? 與注塑成型或其他3D打印方法類似,重要的是要注意產品的可制造性。這些設計指南可幫助您生產出最佳零件,并利用 XiP 和 NXE 系列的超快性能和 LSPc? 技術。 ? 內容目錄 ? 1 墻體強度 2 懸掛和橋梁 3 彎曲的邊緣 4 洞 5 貝殼和殼形幾何 6 螺紋、插頭和固定裝置 7 文本,雕刻和雕刻的整合 ? 1、墻體強度 墻面 介于1-5毫米之間的墻壁可靠地形成,并能承受隔膜和支柱移除的力。厚度為0.3毫米的墻壁可以具有有限的跨度和垂直方向。 小于0.8毫米的墻壁在清洗時可能會被淹沒,因此清洗時間有限。使用支撐觸點時,壁厚應<0.5mm。 ? 較厚的墻壁可能會阻止完全再固化,并可能在打印過程中變得過熱,從而影響零件的質量。厚度大于 25 毫米的部件或墻壁可以以較低的速度打印,以控制溫度和收 ? 可能 墻壁自由 0.5毫米 MIN 墻體與邊緣加強 0.3毫米 ? Rippen 為了在固化過程中保持形狀,應在大面積的情況下實現25:1的縱橫比。換句話說,一個1毫米厚的墻應該有所有25毫米的防水溝。肋的高度增加了有效壁厚,因此在50毫米的跨度上使用1毫米高的肋,在100毫米的跨度上使用3毫米高的肋。 ? ? ? 建議 墻面 1-5 毫米,均勻,寬高比 8:1 肋骨距離 ~25:1 縱橫比(即 1mm 墻面) 建議每25毫米使用一根肋骨) ? 二、懸架與橋梁 ? 橫向超越 ? 水平懸垂是模型中與建筑平臺平行的任何部分。這些特征很常見,不建議在沒有支撐的情況下打印。水平懸架大于2毫米應支撐。如果不支撐這些懸架,很可能會發生變形。 ? 橋梁 ? 在墻壁或支柱之間交叉的等距表面可以跨越雙倍的距離,如懸掛。這也適用于支柱的沖擊半徑(對于水平表面,使用1.5毫米的沖擊半徑為0.1毫米)。高達20毫米的跨度是可打印的,同時失去可測量性。 角落過度 ? 傾斜的懸架是指向與建筑平臺平行的不同方向延伸的懸架。對于這些懸架,需要至少30°的角度,以便它們可以自由構建。如果角度小于30°,則必須使用支柱,以確保設計按預期打印。否則,這些低角度存在去層/溶解的危險。 ? 建議 可能 橫向懸掛 <2 mm 高達 4 mm 橫向擴展 <5 mm <20 mm 橫向擴展 >30 Deg >5 deg ? 3. 皺眉的邊緣 ? 圓形邊緣,也稱為測量邊緣,是向下回收至零的特征。 折疊的邊緣應縮小到0.3毫米或更大,否則有可能在后處理過程中損壞和彎曲。振動拋光時,需要進一步消光。 ? 建議 可能 僵化 >0.3 毫米 >0.15 毫米 振動極限應用的穩定性 >1.5 毫米 >1.0 毫米 ? 第四洞 ? 最小孔徑 直徑小于1.0毫米的孔在打印過程中可能會因硬化而關閉。更大的孔可能需要清晰的樹脂。較小的孔是可能的,如果他們垂直對齊。清理洞可能是一個挑戰。避免粗孔和具有大縱橫比的孔。為了從這些孔中去除未固化的樹脂,可能需要使用壓力噴嘴進行清潔。 盲孔 ? 在直徑小于3毫米的孔中,尿布的深度受到限制,因為表面張力可以防止樹脂流出。用壓力噴射器清洗,z。B. 使用注射器, 允許更深的孔. 只要有可能, 添加排氣孔在地面上的鵝口瘡. ? 建議 可以用特殊洗衣機 垂直洞的大小 >0.8 毫米 >0.3 毫米 非垂直孔尺寸 >1 mm(不透明樹脂) >2 毫米(透明樹脂) >0.6 毫米 麻袋的深度 <3x Durchmesser <8x Durchmesser 通道的長度 <8x Durchmesser <25x Durchmesser ? 第五章 高和被壓碎的幾何學 ? 封閉體積 ? 排空孔是必需的,如果一個封閉的體積,如。B. 存在磨損的部分. 排水孔用于從模型的封閉腔中沖洗樹脂。如果沒有排氣孔,未固化的樹脂將被鎖定在零件中,并可能導致零件損壞。使用至少兩個直徑為3毫米的孔,以允許清潔零件,或至少5毫米的直徑,如果只有一個孔是可能的。最好將孔放置在角落附近,樹脂和溶劑會自然流動。 創作 ? 當一個殼形特征被打印出來時,當Z軸升高以分離時,樹脂通過真空被拉向上,當軸返回到平臺時,樹脂被置于壓力之下。為了避免缺陷,您應該在功能的底部安裝排氣孔。NexaX允許添加凹孔和適當的止損,以便在打印后修補孔。孔的大小應與封閉體積的大小相匹配 - 體積切片直徑的10%通常就足夠