Phân loại nhựa quang nhạy và quy trình in SLA: lựa chọn ứng dụng từ nhựa tiêu chuẩn đến vật liệu cấp kỹ thuật

一. Hệ thống phân loại và so sánh đặc tính của nhựa quang hóa

Nhựa quang hóa được chia thành năm nhóm lớn theo tính năng và ứng dụng: nhựa tiêu chuẩn, nhựa dẻo dai, nhựa chịu nhiệt cao, nhựa linh hoạt, nhựa kỹ thuật. Nhựa tiêu chuẩn: loại phổ thông, chi phí thấp, độ chính xác in cao ±0,05 mm, chất lượng bề mặt tốt Ra 2-4 µm, nhưng độ giòn lớn, nhiệt độ biến dạng nhiệt thấp 45-55°C. Nhựa dẻo dai: độ giãn dài cao 15-30%, khả năng chịu va đập tốt. Nhựa chịu nhiệt cao: nhiệt độ biến dạng nhiệt lớn hơn hoặc bằng 150°C, thậm chí có thể đạt 250-300°C. Nhựa linh hoạt: độ cứng Shore A 50-95, có thể uốn cong, gấp lại. Nhựa kỹ thuật: vừa có độ dẻo dai, chịu nhiệt, vừa có khả năng kháng hóa chất. Nguyên tắc lựa chọn vật liệu: lựa chọn tổng hợp dựa trên nhu cầu hiệu năng, ràng buộc chi phí và yêu cầu ngoại quan.

二. Nguyên lý quy trình SLA và các thông số in

Nguyên lý quy trình SLA: tia laser UV bước sóng 355 nm quét bề mặt nhựa quang hóa ở trạng thái lỏng, kích hoạt phản ứng quang trùng hợp làm nhựa đông cứng, tạo hình bằng cách tích lũy từng lớp. Các thông số cốt lõi: công suất laser, tốc độ quét, độ dày lớp, thời gian phơi sáng. Thông số của nhựa tiêu chuẩn: công suất laser 100-150 mW, tốc độ quét 2000-4000 mm/giây, độ dày lớp 0,025-0,1 mm, thời gian phơi sáng 6-10 giây mỗi lớp. Thông số của nhựa dẻo dai: công suất laser thấp hơn một chút, tốc độ quét chậm hơn một chút. Thông số của nhựa chịu nhiệt cao: tăng công suất laser, giảm tốc độ quét. Thông số của nhựa linh hoạt: giảm công suất laser. Phương pháp tối ưu thông số: in thử nghiệm, ghi chép thông số.

三. Đặc tính in và kiểm soát chất lượng của các loại nhựa

Đặc tính in của nhựa tiêu chuẩn: tỷ lệ co ngót khi đóng rắn 0,5-1%, liên kết giữa các lớp tốt, bề mặt mịn, nhưng giòn, dễ gãy. Kiểm soát chất lượng: tránh cấu trúc thành mỏng, tránh góc trong nhọn, thiết kế gân tăng cứng. Đặc tính in của nhựa dẻo dai: tỷ lệ co ngót khi đóng rắn 0,8-1,5%, liên kết giữa các lớp rất tốt, có thể chịu biến dạng uốn. Đặc tính in của nhựa chịu nhiệt cao: tỷ lệ co ngót khi đóng rắn 1-1,5%, cần hậu đóng rắn ở nhiệt độ cao. Đặc tính in của nhựa linh hoạt: tỷ lệ co ngót khi đóng rắn 1-2%, cần làm sạch triệt để nhựa chưa đóng rắn. Đặc tính in của nhựa kỹ thuật: tỷ lệ co ngót khi đóng rắn 0,8-1,5%, cửa sổ thông số in hẹp. Thiết bị hậu đóng rắn: hộp đóng rắn UV, mật độ công suất 2-4 mW/cm², thời gian đóng rắn 10-30 phút.

四. Quy trình xử lý sau in và tối ưu hiệu năng

Làm sạch: dùng isopropanol hoặc dung dịch làm sạch chuyên dụng, thời gian làm sạch 3-10 phút, với nhựa linh hoạt kéo dài lên 10-15 phút. Hậu đóng rắn: hộp đóng rắn bằng tia UV, thời gian đóng rắn 10-60 phút, nhựa chịu nhiệt cao cần hậu đóng rắn ở nhiệt độ cao. Xử lý bề mặt: chà nhám đánh bóng, phun phủ lớp phủ, nhuộm màu. Gia công cơ khí: nhựa tiêu chuẩn và nhựa kỹ thuật có thể khoan, ta rô, phay và các công đoạn gia công cơ khí khác. Phương pháp tối ưu hiệu năng: xử lý nhiệt, xử lý phủ bề mặt, lắp đặt chi tiết chèn. Các khuyết tật thường gặp và cách khắc phục: đóng rắn chưa hoàn toàn, nứt giữa các lớp, cong vênh, bề mặt thô ráp, bọt khí.

五. Ví dụ ứng dụng và hướng dẫn lựa chọn vật liệu

Ví dụ 1: xác minh ngoại quan sản phẩm điện tử tiêu dùng, yêu cầu ngoại hình tinh tế, bề mặt mịn, màu sắc có thể tùy chỉnh. Lựa chọn vật liệu: nhựa tiêu chuẩn kết hợp nhuộm màu. Ví dụ 2: xác minh chức năng ngàm cài ô tô, yêu cầu ngàm có thể đóng mở lặp lại, không gãy giòn. Lựa chọn vật liệu: nhựa dẻo dai. Ví dụ 3: chi tiết xác minh khu vực xung quanh động cơ, yêu cầu chịu nhiệt 120°C, kháng dầu, ổn định kích thước. Lựa chọn vật liệu: nhựa chịu nhiệt cao. Ví dụ 4: sản xuất số lượng nhỏ chi tiết làm kín y tế, yêu cầu mềm, độ kín tốt, tương thích sinh học. Lựa chọn vật liệu: nhựa linh hoạt Shore A 70. Ví dụ 5: chi tiết đồ gá, yêu cầu độ cứng cao, chống mài mòn, kháng ăn mòn hóa chất. Lựa chọn vật liệu: nhựa kỹ thuật. Quy trình lựa chọn vật liệu: xác định rõ nhu cầu hiệu năng, xác định ràng buộc chi phí, so sánh dữ liệu hiệu năng vật liệu, chọn vật liệu ứng viên, in thử nghiệm để xác minh, xác định vật liệu cuối cùng.