Рекомендации по проектированию минимального размера элемента и точности детализации для процесса SLA

Возможности и ограничения процесса SLA

Процесс SLA (стереолитография) — один из наиболее точных процессов 3D-печати. Точность направления XY может достигать 25-50 мкм, а толщина слоя в направлении Z может достигать 25 мкм. Такая высокая точность позволяет SLA изготавливать мелкие детали и сложные детали, что делает его широко используемым в ювелирных изделиях, стоматологии, точном прототипировании и т. д. Однако существует разница между теоретической точностью и реальными технологическими характеристиками. Минимальный размер элемента определяется не только разрешением устройства, но также прочностью материала, усадкой при отверждении, требованиями к поддержке и возможностью последующей обработки. Эти факторы необходимо учитывать во время проектирования, чтобы обеспечить возможность успешной печати спроектированных функций и их соответствие требованиям использования.

Минимальная толщина стены и минимальный размер колонны

Толщина стены и размер колонны являются наиболее основными минимальными характеристическими параметрами при проектировании SLA. Рекомендуемая минимальная толщина стенок для стандартных полимерных материалов составляет 0,4 мм, а для высокопроизводительных конструкционных смол может достигать 0,3 мм. При расчете толщины стенок необходимо учитывать размер деталей, а толщину стенок крупногабаритных деталей следует соответствующим образом увеличить. Минимальный диаметр независимых столбчатых элементов составляет 0,5-0,8 мм. Тонкие столбцы диаметром менее 0,5 мм легко сломать во время печати или постобработки. Минимальная толщина ребер и выступов, прикрепленных к корпусу, может быть немного меньше толщины отдельно стоящей стены с учетом требований по несущей способности. Скругленные переходы следует использовать там, где изменяется толщина стенки, чтобы избежать концентрации напряжений.

Минимальный размер отверстий и выемок

Минимальный размер отверстий и выемок зависит от глубины и расположения. Минимальный диаметр сквозных отверстий составляет 0,5 мм, а минимальный диаметр глухих отверстий — 0,8 мм. Диаметр глубокого отверстия необходимо увеличивать по мере увеличения глубины, причем соотношение диаметра к глубине рекомендуется составлять не менее 1:10. Ширина и глубина выемки должны совпадать, минимальная ширина составляет 0,4 мм, а глубина не должна превышать ширину в 5 раз. При расположении отверстий необходимо учитывать возможность удаления опоры. Опоры в глубоких отверстиях и глухих отверстиях снять сложно. Рекомендуется проектировать сквозные отверстия, доступные с поверхности. Края отверстий должны быть скошены или закруглены во избежание повреждения острых кромок при снятии опор.

Точность детализации и качество поверхности

Точность детализации означает степень, в которой детали дизайна восстанавливаются при печати. Процесс SLA может обеспечить детализацию микронного уровня, но фактическая различимость деталей ограничена расстоянием просмотра и разрешением человеческого глаза. При проектировании деталей их назначение должно быть ясным: функциональные детали (такие как сопрягаемые поверхности, элементы позиционирования) должны быть изготовлены точно; декоративные детали (такие как текстуры, текст) должны учитывать визуальное распознавание. Минимальная ширина линии текста и графики составляет 0,3 мм, а минимальная высота — 0,5 мм. Глубину барельефа рекомендуется составлять не менее 0,2 мм. Размер единицы текстуры поверхности рекомендуется составлять не менее 0,5×0,5 мм.

Влияние и компенсация постобработки на детали

Постобработка частей SLA повлияет на детализированные функции. Поддержите удаление деталей, которые могут повредить опорную поверхность, важные детали рекомендуется расположить на неопорной поверхности. Чистка может размягчить и деформировать мелкие детали, поэтому необходимо контролировать время чистки и концентрацию растворителя. Шлифование уменьшит размер элемента, поэтому при проектировании необходимо зарезервировать припуск на шлифование. Напыление и покрытие увеличивают размер элемента, поэтому при проектировании необходимо учитывать толщину покрытия. Детали, к которым предъявляются строгие требования к размерам, рекомендуется измерить и обрезать после постобработки. Эффекты постобработки можно предварительно компенсировать в модели САПР во время проектирования, чтобы гарантировать, что окончательные размеры соответствуют требованиям.