這是e鍵打印出品的『3D打印100問』的第10問，e鍵打印，30秒搞定3D打印任務(wù)的網(wǎng)站。今天想要跟大家分享的是常見的3D打印技術(shù)SLS和SLA的一些原理及優(yōu)缺點(diǎn)，本期會從多個維度，比如說材料、成型的原理、設(shè)備價格及使用的場景等等來跟大家做一個分享。
首先跟大家分享的是SLS，在行業(yè)內(nèi)SLS叫做粉末燒結(jié)，抓住兩個關(guān)鍵詞，粉末和燒結(jié)，就是SLS的特性，SLS打印技術(shù)采用鋪粉將一層粉末材料平鋪在已成型零件的上表面，并加熱至恰好低于該粉末燒結(jié)點(diǎn)的某一溫度，控制系統(tǒng)控制激光束按照該層的截面輪廓在粉層上掃描，使粉末的溫度升到熔化點(diǎn)，進(jìn)行燒結(jié)并與下面已成型的部分實(shí)現(xiàn)粘結(jié)。一層完成后，工作臺下降一層厚度，鋪料輥在上面鋪上一層均勻密實(shí)粉末，進(jìn)行新一層截面的燒結(jié)，直至完成整個模型。
SLS加工過程就是上面描述的這么一個過程，那SLS技術(shù)的一些優(yōu)點(diǎn)有哪些？
第一、SLS可使用的材料比較多，可使用的材料包括高分子、金屬、陶瓷、石膏、尼龍等多種粉末，但是由于市場的細(xì)化，現(xiàn)在金屬材料會把它叫做SLM，同時由于市場上現(xiàn)在SLS用的材料應(yīng)該占到90%的是尼龍材料，所以我們通常會默認(rèn)為SLS是打印尼龍材料。
第二、精度，現(xiàn)在精度正常是做到正負(fù)0.2mm的公差。
第三、無需支撐，它無需支撐結(jié)構(gòu)，疊層過程出現(xiàn)的懸空層可直接由未燒結(jié)的粉末來支撐，這應(yīng)該是SLS最大的一個優(yōu)點(diǎn)。
第三、材料的利用率高，材料利用率高。由于不需要支撐，無需添加底座，為常見幾種3D打印技術(shù)中材料利用率最高的，且價格相對便宜，但比SLA要貴一些。
SLS-尼龍材料
那么SLS技術(shù)的缺點(diǎn)有哪些呢？主要有以下幾種：
第一、由于原材料是粉狀的，原型制造是由材料粉層經(jīng)過加熱熔化實(shí)現(xiàn)逐層粘結(jié)的，因此，原型表面嚴(yán)格講是粉粒狀的，因而表面質(zhì)量不高。如果您對表面質(zhì)量要求很高的話，您可以選擇SLA或者說做SLS表面的一個噴涂的處理。
第二、燒結(jié)過程有異味。 SLS工藝中粉層需要激光使其加熱達(dá)到熔化狀態(tài)，高分子材料或者粉粒在激光燒結(jié)時會揮發(fā)異味氣體。
第三、我認(rèn)為這個是SLS比較比較明顯的一個缺點(diǎn)，就是加工的時間會比較長，如果同一個零件，打印SLS和SLA的話，明顯SLS的交貨時間會比較長，并不是說設(shè)備廠商不給力，其實(shí)是由于SLS成型原理決定的。剛才有跟大家講到SLS是燒結(jié)成型，加工前，要有2小時的預(yù)熱時間；零件模型打印完后，要花5至10小時時間冷卻，才能從粉末缸中取出。當(dāng)然這個具體需要幾個小時，要基于當(dāng)時機(jī)器同時在打印多少模型來決定的，通常是5到10個小時，所以這個時間會比較久一點(diǎn)。
第四、由于使用了大功率激光器，除了本身的設(shè)備成本，還需要很多輔助保護(hù)工藝，整體技術(shù)難度大，制造和維護(hù)成本非常高，普通用戶無法承受，目前在市面上用的比較多的，一個是德國的EOS設(shè)備，另外一個就是國產(chǎn)的華曙高科，這兩種設(shè)備用的會比較多一些。
那接下來跟大家分享一下SLA成型技術(shù)，SLA的打印的速度會明顯比SLS快很多，同時它在開機(jī)前和完成之后不需要冷卻的時間，所以他的交貨時間相對會快一些。
SLA，光敏樹脂選擇性固化技術(shù)。在液槽中充滿液態(tài)光敏樹脂，其在激光器所發(fā)射的紫外激光束照射下，會快速固化（SLA與SLS所用的激光不同，SLA用的是紫外激光，而SLS用的是紅外激光）。在成型開始時，可升降工作臺處于液面以下，剛好一個截面層厚的高度。通過透鏡聚焦后的激光束，按照機(jī)器指令將截面輪廓沿液面進(jìn)行掃描。掃描區(qū)域的樹脂快速固化，從而完成一層截面的加工過程，得到一層塑料薄片。然后，工作臺下降一層截面層厚的高度，再固化另一層截面。這樣層層疊加構(gòu)成建構(gòu)三維實(shí)體。
實(shí)際上SLS的加工的原理和SLA的相關(guān)原理都是工作臺一層一層往下降的過程，只是說SLS鋪的是粉，SLA鋪的是液態(tài)的樹脂，它們在這個方面是有些類似之處的，那么SLA優(yōu)點(diǎn)是什么呢？
第一、發(fā)展時間最長，工藝最成熟，應(yīng)用最廣泛。在全世界安裝的快速成型機(jī)中，光固化成型系統(tǒng)約占60%，近70%。
第二、成型速度較快，系統(tǒng)工作穩(wěn)定。
第三、它的精度相對來講比SLS更高一些，基本上可以做到微米級別，比如說最高可以做到0.05mm，當(dāng)然模型越大，那么精度可能會受一些影響。
第四、表面的質(zhì)量會比較好，而且比較光滑，適合做一些精細(xì)的零件。
第五、可以打印大尺寸模型，目前市面上SLA的設(shè)備可以做到接近兩米，如果您的模型大小是在兩米以內(nèi)可以直接成型出來了，但是目前還沒有聽說SLS可以整體打印出這么大的尺寸。
SLA-光敏樹脂材料
那么SLA的缺點(diǎn)是什么呢？
第一、SLA最大的缺點(diǎn)就是模型是需要支撐結(jié)構(gòu)的，那么比如說您的模型選擇的是SLA這種材料，那么我們的工程師會幫它做支撐結(jié)構(gòu)，而且這個支撐是需要在模型沒有固話的時候去除，這是它跟SLS相比比較比較明顯的一個缺點(diǎn)。
第二、由于材料是樹脂，溫度過高會熔化，工作溫度不能超過100℃。且固化后較脆，易斷裂。但是在e鍵打印上其實(shí)有耐250度高溫和高韌性樹脂，如果說您選擇耐高溫和高韌性樹脂的話，這兩個問題應(yīng)該就不太存在了。
SLA-高韌性光敏樹脂材料
SLA-耐高溫光敏樹脂
以上就是最常見的3D打印技術(shù)SLS和SLA的原理及優(yōu)缺點(diǎn)分析，希望對您了解3D打印有所幫助。
