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设备评测:Formlabs的Form 3L 3D打印机

来源:原创

发布时间:2021-03-22 16:34:23

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  aau讯(编辑 许乐)自Formlabs发布Form 3L设备以来,该产品受到了来自制造、医疗等各个领域的关注。基于此,硬件产品经理Kyle McNulty在他位于马萨诸塞州萨默维尔的Formlabs HQ办公室中演示了该设备,下面,就请跟随小编一起来看看Form 3L立体光刻(SLA)3D打印机吧。

  

  关于Form 3L,首先需要注意的是它的尺寸很坚固。具有时尚、适合办公室使用的美感,它看起来有点像DWS的X-Fab的原版。该机器足够大,可以3D打印约21个吸尘器喷嘴,每个喷嘴的尺寸为30 x 5.5厘米(11.8 x 2.2英寸)。

  

  自Formlabs于2011年左右发布第一台机器以来,客户一直在寻求大型3D打印机。在重新设计公司的SLA技术的过程中,Formlabs还希望扩大系统规模。

  

  “我们需要对机器的整个打印引擎进行重新设计,其目标是使它更具现场可维护性,”McNulty说。“因此,如果几年后设备发生任何问题,用户不必将他们的打印机送回我们的工厂。然后,另一个目标是获得更好的表面光洁度,更好的功能,更少的支撑,这是3D打印的终极目标。这也为我们提供了可以扩展到更大尺寸的技术。因此,这最终导致了低力立体光刻,这是Form 3和Form 3L背后的技术。”

  

  通过将树脂罐底部的柔性薄膜与大桶下方的光学元件结合使用,可以实现低力立体光刻(LFS)。当它从树脂桶中拉出时,该柔性膜减小了从构建平台分离的剥离力。储罐下方的激光系统穿过来回移动的树脂,在任何给定点固化单行树脂。始终如一地垂直于构建平面传递光束。两者结合可以显著降低打印件的分辨率和层高,在X轴和Y轴上可以降低25微米。反过来,从打印机开始,打印件具有极其光滑的表面光洁度。

  

  除此之外,一个可以被任何人注意到的是所有内容的包含方式。树脂罐存储在“抽屉”中,该“抽屉’似乎很容易在机器底部滑入和滑出。树脂盒插入装置的侧面,尽管戴手套可能是个好主意,但这似乎不是必需的。这是因为机器会在打印过程中自动从墨盒中抽出光敏聚合物,仅在进行过程中存放所需的内容。 Form 2提供了此功能,这对于大型构建特别有用。

  

  尽管树脂罐可能最终会磨损,并且需要更换树脂,但构建平台通常可以无限期地使用。墨盒与Form 3和Form 3L兼容,部分原因是客户可以购买两台机器,一台用于小批量生产,另一台用于大批量工作。机器能够使用内置的EEPROM芯片检测墨盒中的物料类型。此外,它们还可以感觉到是否安装了构建平台。

  

  目前,Formlabs一直在极大地扩展其光敏聚合物的范围,现在使用由近40种材料组成的产品组合来为尽可能多的垂直领域提高解决方案。其中包括11种牙科树脂,以及刚性和柔性光敏聚合物,可浇铸材料以及一些各种通用树脂。McNulty使用的是Tough 2000,其拉伸模量强度为2.2 GPa。该材料的断裂伸长率为40%,并且具有相对较高的冲击强度,使其成为坚韧而坚固的材料。它被设计用于外壳、夹具和固定装置、连接器和功能原型。

  

  在准备用于打印的吸尘器吸嘴文件时,McNulty在Formlabs的PreForm软件中演示了一种半自动和手动方法。一键式打印将使零件以最佳的方式定向,以获得成功的打印效果,并增加支撑。此选项最适合用20个零件副本填充构建体积。相反,半手动方法允许用户选择适当的方向,然后自动生成或手动添加支撑。然后可以通过WiFi将打印文件直接发送到打印机,或者可以使用USB驱动器在没有互联网连接的情况下进行打印。

  

  该软件可以一次管理各种打印机,查看是否正在使用打印机,然后选择合适的机器来生成文件。在开始作业之前,打印机将确保墨盒的通风盖打开,以确保空气流通,并检查传感器,以使系统达到适当的打印温度。

  

  整个打印过程大约花了59个小时,共打印了大约20个吸尘器喷嘴。如果我们等待系统完成,打印机将发出声音,在菜单屏幕上显示弹出窗口,并向McNulty的智能手机或计算机发送通知。取而代之的是,当产品经理拉出一个带有完整打印品的构建平台时,这意味着打印非常成功。

  

  在后处理方面,第一个步骤是将使用带有打印图案的构建平台,滴入液态树脂,然后将构建平台插入装有异丙醇或某种其他溶剂的37升漂洗桶中。考虑到以下事实:这是一个相当大的数量,因为打印墨盒只能容纳一升,而且大多数用户可以打印半升至二分之一半升的零件。另一种选择是去除较小的印记,并将它们放在随附的洗涤篮中。10至20分钟后,打印件将被清洗干净。

  

  待溶剂蒸发后,根据材料的不同,可能需要进行后固化。例如,Tough 2000确实需要暴露于紫外光下才能获得其全部材料性能,而标准的灰色、透明和白色树脂则不需要。目前,Form 3L没有可用的Form Wash或Form Cure,尽管较小的机器也可以使用。Form Wash会在将溶剂从桶中提出来使其干燥之前,自动在溶剂中搅动打印件。将在零件上施加360度的紫外线,并持续30至60分钟,以实现成型固化。但是,Formlabs正在为Form 3L研发这些机器的放大版本,该版本将于今年第四季度发布。

  

  对于吸尘器喷嘴,几乎不需要支撑,但是McNulty向我展示了一些需要拆除支撑的其他物体,包括Medtronic呼吸机的外壳,其文件已于去年向公众发布。其他示例包括大型组件,该组件曾经使用较小的机器进行多次打印,但现在可以在3L上一次全部制造,以及可以一次批量生产20到25个牙弓。

  

  McNulty指出,除了通风良好的工作空间外,对机器没有HVAC要求,并表示该机器不会产生任何有害的挥发性有机化合物。尽管用Form 3L制成的零件在物理性质上具有各向同性,但这也意味着零件沿X-Y轴的行为方式与Z轴相同,但是光敏聚合物的强度仍不足以达到热塑性塑料的强度。

  

  McNulty说:“它不太像注塑件。这正是我们想要达到的目标。我认为这最终是我们所有人都在朝着SLA行业迈进的目标。但是材料特性还不存在。对于Form 3和Form 3L,我感到非常兴奋的是,表面光洁度确实确实接近注塑质量。但是材料特性并不是您可以完全摆脱ABS之类的意义。我认为,虽然我们发布的工程树脂具有越来越接近ABS的断裂伸长率和冲击强度,但这还远远不够。因此,对于那些想真正利用ABS的最大冲击强度的人来说,最终还是会用热塑性塑料制造更好的产品。”

  

  这可能就是Formlabs发布Fuse 1(Formlabs的第一台选择性激光烧结(SLS)3D打印机)的原因。每种技术都有其优势,在这种情况下,LFS对于分辨率极高的原型、工具和端部件似乎没有与热塑性塑料相同的强度要求。对于其他所有功能,Fuse 1的发布是情理之中。

  

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