用碳3D打印创建生产部件

关于如何为碳的增材制造技术设计的提示,以及碳如何与立体平版印刷和多喷射融合3D打印相抗衡


数字光合成(DLS)是数字制造公司的标志性技术.它允许在生产级材料中快速3D打印塑料部件。DLS技术使用光来设定打印零件的3D形状,然后零件经过热固化过程,使其达到最终的材料性能。通过将这些工艺相结合,Carbon的增材制造技术能够将光固化3D打印工艺的速度和设计自由度与3D打印通常不可能实现的优异塑料材料性能相结合。

碳DLS 3d打印工艺示意图
搭建平台(1),UV固化树脂(2),死区(3),透氧窗(4),投影仪(5)。

设计碳的3D打印技术

许多相同的策略用于减轻翘曲beplay体育下载ios同样适用于3D打印。保持均匀的壁厚,增加半径的内角,并建立支撑肋都有助于碳部件的尺寸稳定性和减少零件翘曲。

Carbon公司的技术擅长于晶格型几何形状,但在笨重、厚的部件造成的大截面上却很吃力。避免厚墙,最好保持在0.1英寸以下。(2.54mm)壁厚。试着挖空零件,添加格子或蜂巢,或添加孔,以去除对零件功能不必要的材料。

与绘制平面45度或更陡的表面通常不需要支撑。以45度角向上移动墙壁,而不是硬的90度角,通常会使部分构建更准确,需要的支撑更少。再一次,在内外角上增加一个半径通常会减轻甚至消除许多部件上的支撑需求。

沿着这些思路,有几点很重要尺寸和设计考虑因素使用碳时:

我们 度规
最大尺寸 7.4英寸x 4.6英寸。X 12.8英寸。 187.96毫米x 116.84毫米x 325.12毫米
层厚度 0.004英寸。 0.100毫米
最小特征尺寸 结构壁厚 0.100英寸。 2.5毫米
支撑墙(肋骨、boss等) 0.040英寸。 1.0毫米
积极的功能 0.020英寸。 0.5毫米
负面特征和漏洞 0.025英寸。 0.6毫米



动画比较碳和SLA 3D打印速度
SLA使用激光固化单个部件的几何图案,而DLS一次成像整个层,从而加速了构建过程。

碳DLS vs.立体光刻

Carbon的技术是一种“大桶光聚合”3D打印工艺,这使得它在同一技术家族有限元(SLA).从根本上说,这意味着它通过选择性地将液体光敏聚合物暴露在光线下,将其固化为固体来制造零件。也就是说,Carbon与SLA在许多方面有所不同:

  • 碳通过数字光投影(DLP)芯片发光,类似于投影仪在屏幕上投射图像的方式。这与SLA绘制特征的方式形成对比,后者是用激光一次在空间的单个点上绘制特征。这意味着Carbon可以更快地打印(就像你可以更快地盖章图像比你绘制它),但这确实需要在精度和表面光洁度上进行权衡。
  • 碳技术本质上是与传统SLA“颠倒”的。为了促进这一点,碳通过树脂缸底部的透明窗格发出用于固化的光。再说一次,这是一个权衡。以这种方式建造可以让Carbon建造得更快,但也需要更强的支撑。
  • 还有其他系统可以像Carbon一样“倒过来”打印部件,但Carbon有一个独特的特点,那就是光线穿过的玻璃也是透氧的。这是很重要的,因为液体光聚合物不会固化成固体,如果它是饱和的氧气。通常情况下,这样的系统需要物理地将部件从这个窗格上拉下来,因为它们有效地粘在每一层上,但Carbon能够做到这一点,而不需要对部件进行粗糙处理。氧气可以防止树脂从玻璃上立即固化,使部分升起,而不必从每一层玻璃上撕下来。这种增强不仅显著提高了打印速度,而且还减少了所需的支架。
  • 历史上,还原光聚合材料的耐久性和寿命并不为人所知。由于该技术基本上是用光制造零件的,因此材料自然是光敏的。通过SLA制造的部件通常对紫外线足够敏感,暴露在阳光下几个小时就可能变色。然而,Carbon找到了解决这个问题的唯一方法。该技术的独特树脂不仅结合了光聚合物,而且还结合了两部分聚氨酯。这意味着碳部件在制造后需要一个热循环才能达到最终性能,但使它们更加耐用。
  • 最后,在使用方面,碳部件既可以用于功能原型,也可以用于最终用途的生产部件。通常SLA零件更便宜,更准确的快速原型,但碳提供了额外的材料性能,SLA没有。碳材料比SLA材料更耐用,耐紫外线和耐化学物质。如果原型机能适应苛刻的环境,那么碳可能是最好的选择。

碳DLS vs.多射流聚变

碳和多射流融合(MJF)非常适合功能原型和小批量生产,那么什么时候应该使用其中一种呢?以下是一些需要考虑的因素:

材料。这两种技术所提供的材料有很大的不同。MJF打印部件在通用尼龙12或者用玻璃填充尼龙。这些尼龙材料具有中等硬度和柔韧性,并具有令人印象深刻的抗冲击性。在Protolabs,我们提供两种碳材料-刚性聚氨酯和柔性聚氨酯。刚性聚氨酯与MJF的材料在刚度方面类似,但提供了优越的灵活性。柔性聚氨酯的硬度较低,但具有极大的灵活性,其材料性能类似于模压聚丙烯。

洞,槽,通道。尽管这两种技术的最小特征尺寸相似(大约0.020英寸)。或0.5毫米),碳更擅长形成“负空间”,如孔、槽和通道。这是因为MJF中使用的粉末,介质很难或不可能从小缝隙中去除。如果零件设计有几个孔或复杂的通道,它可能更适合Carbon。

部分的尺寸。在Protolabs, MJF可以生产比Carbon更大的部件。如果部件大于7.4 in。(187.96mm),可能需要通过MJF打印,因为对于Carbon平台来说它可能太大了。

碳DLP 3D打印技术的应用

碳是用于小批量生产的3D打印塑料部件的最佳技术之一。具有中等到高度复杂性的非笨重部件通常是这种技术的良好候选者。虽然关键特征可以“拨入”以提高公差,但碳具有比注塑成型更宽松的公差,因此候选零件不应要求过于紧的公差。beplay体育下载ios

碳经常被用于复杂的设计,这些设计对模具和耐用的3d打印组件的最终用途具有挑战性。Carbon最近生产的一些备受瞩目的产品包括它的工作阿迪达斯(Adidas)及其AlphaEdge 4D跑鞋、里德尔(Riddell)足球头盔和自行车骑手专用的高性能自行车鞍座.碳部件也经常用于医疗和牙科行业。

欲了解更多信息,请随时联系Protolabs应用工程师,电话:877-479-3680或(电子邮件保护).为了让你的下一个设计项目今天开始,简单上传3D CAD模型为一个互动报价在几个小时内。