Sintratec的高精度激光具有更小的光斑尺寸，可在SLS 3D打印中实现卓越的打印分辨率和更精细的细节。   选择性激光烧结（SLS）3D打印被认为是增材制造中最可靠和最具生产力的形式之一。[1]最近，硬件方面的进步进一步改善了SLS印刷，实现了更好的表面加工质量和可达到的精细细节水平。   在辛特拉泰克作为专业SLS系统的瑞士制造商，这些进步是以高精度激光的形式出现的，其光斑尺寸明显小于其他入门级SLS系统。这使得Sintratec在其SLS平台上实现了无与伦比的打印分辨率和特征尺寸。在本文中，我们将了解什么是激光光斑尺寸，它如何影响打印分辨率，以及Sintratec的技术如何为SLS用户带来新的机遇。   激光光斑尺寸的科学 选择性激光烧结是一种增材制造技术，通过使用激光烧结粉末材料来制造零件。该过程从在构建平台上沉积一薄层聚合物粉末开始。然后，高能激光选择性地扫描表面，根据正在制造的零件的横截面几何形状熔化和熔合粉末。完成一个打印层后，构建平台逐渐下降，新的粉末层在表面上铺开，重复烧结过程。这种一层一层的方法一直持续到零件完成。[2]   虽然在SLS过程中可以使用不同类型的激光器，但最常用的一种是光纤激光器。这些激光器通过二极管产生光，将能量注入掺有稀土元素（如镱）的光缆。产生的光通常具有约1，060 nm的波长，这在金属和某些聚合物中提供了高吸收率。这一特性使得光纤激光器对于聚合物和金属粉末的精确熔化非常有效。SLS中光纤激光器的优势包括其出色的光束质量、能效和最低维护要求。[3]   在SLS印刷中评估激光性能时，激光光斑尺寸是最重要的规格之一。简而言之，激光光斑尺寸（也称为激光束直径）被定义为激光可以通过透镜聚焦到的最小直径。激光光斑尺寸如此重要的一个主要原因是它直接影响激光能量密度，而激光能量密度通过影响熔池尺寸、穿透粉末层的深度和最终产品的整体分辨率来决定烧结零件的精度和质量。激光能量密度定义为[4]       其中:   Eₛ是激光能量密度（J/cm^2）   P是入射激光功率（瓦特）   v是激光扫描速度（厘米/秒）   δ 激光束光斑尺寸（厘米）   激光光斑尺寸本身可以用几种不同的方法定义和计算，但是在SLS打印机中，光斑尺寸通常由半峰全宽（FWHM）定义。从本质上讲，FWHM通过测量强度曲线（光强与位置的关系图）上强度下降到峰值一半的两点之间的距离来量化光束的扩散或发散。[5]   影响激光束光斑大小的变量有很多。假设一个理想的高斯光束，它的束宽随着它沿轴的传播而变化。因此，焦距处的光斑尺寸由焦距本身、高斯光束的最小半径（即束腰）和光束的波长决定。基于此，光斑尺寸在数学上定义为[6]       其中:   f就是焦距。   滤水器(Water Filter)是光束半径焦距（即光斑尺寸）   λ是激光波长   w₀是梁腰     图1:激光沿其轴线的传播。   最终，激光光斑尺寸是影响打印组件分辨率以及密度、强度和最小特征尺寸等属性的重要因素。从本质上讲，SLS 3D打印机可以实现的细节程度由激光光斑尺寸决定，最小特征尺寸通常对应于激光光斑尺寸。   激光光斑尺寸对打印质量的影响 当我们专门讨论3D打印的分辨率时，需要考虑两种分辨率:Z分辨率和XY分辨率。z分辨率是垂直分辨率，取决于打印的层厚（即重新涂覆器可以将每个新的粉末材料层涂得多细）。XY分辨率是指打印的水平分辨率，受激光光斑大小和激光移动精度的影响。[7]   因此，较小的激光光斑尺寸直接对应于较高的XY打印分辨率，并使用户能够将非常精细的细节和复杂的特征集成到他们的3D打印中。具有较小激光光斑的SLS 3D打印机也更适合打印具有优异表面光洁度的零件。较小的激光光斑尺寸已被证明可降低层线高度，从而使印刷物体的层线更不明显、表面更光滑、细节更精细。[8]   研究发现，较小的激光光斑尺寸显著提高了印刷轨迹的几何精度。[9]其中一个原因是，小光斑尺寸可以精确控制熔体轨迹的尺寸，包括其宽度、高度和深度。作为这一过程的一部分，较小的光斑尺寸使熔体轨迹周围的热影响区最小化，从而减少了可能损害最终产品机械完整性的热变形和残余应力。   调整激光功率和扫描速度可以显著影响这些参数，从而创建更平滑的表面和更清晰的轨迹边缘。精确的参数控制有助于保持稳定的熔池动态，这对于最大限度地减少降低印刷质量的缺陷（如孔隙和孔眼形成）至关重要。       Sintratec的独特销售主张（USP） Sintratec非常重视SLS打印机的激光光斑尺寸。该公司的机器拥有当今SLS 3D打印市场上最精细的激光光斑直径和分辨率。该公司为其全材料平台Sintratec S3开发的最新聚变模块配备了30瓦光纤激光器，聚焦光斑尺寸仅为145 μm .配备10瓦光纤激光器的S2具有相同的激光光斑尺寸。   Sintratec的激光光斑直径远小于市场上许多其他SLS平台。这为其技术在航空航天和电子等行业的应用开辟了道路，这些行业不仅需要高产量和工艺一致性，还需要高分辨率和零件精度。您可以在下面找到一些领先的SLS系统的比较:   SLS 3D打印机 激光光斑尺寸（微米） S3和S2 微米145号[10] Prodways Promaker P1000 微米450号[11] 辛特里特·丽莎十世 微米650号[12] Formlabs保险丝1 200微米[13] 现实世界的应用和优势 各行业的采用者已经从Sintratec的高分辨率SLS解决方案中获益。在全球范围内，产品开发人员、工程师和研究人员利用其瑞士制造的系统来创建精确的功能原型，这些原型不仅与最终零件的精确尺寸和形状非常匹配，而且还与它们的机械性能非常匹配。该应用程序大大加快了设计验证和原型测试的速度，使用户能够快速自信地进入批量生产。   孔塔克-西蒙公司作为一家主要的电气安装设备制造商，自2022年以来一直在使用Sintratec S2为电气行业制造复杂的高精度原型。在这种应用中，Sintratec光纤激光系统的精度至关重要，因为打印零件用于在进入全面生产之前验证几何形状和组件。Sintratec印刷的高质量表面光洁度以及生产具有精细细节的复杂形状的能力对Kontakt-Simon来说非常重要，因为电气外壳和组件不仅必须适合其内不同几何形状的电气组件，而且还必须完美地适合更大的组件。当被问及S2的主要优势时，Kontakt-Simon技术部门负责人托马斯·维尔克列出了“复杂的几何形状、薄的壁、高美观性和准确性、强大的强度以及零件各轴的同质性。”       瑞士窗户制造商埃什巴尔还集成了Sintratec S2，用于多种最终用途，包括原型制作、模具和小批量生产零件。与Kontakt-Simon一样，该公司重视该技术打印与注塑零件特性紧密匹配的零件的能力。“对于SLS工艺，高达0.1毫米的公差和表面质量给我们留下了特别深刻的印象，”Eschbal技术部成员Michael Ebnö ther评论道。对于工具和最终使用的零件，机械性能至关重要。例如，Eschbal通过SLS 3D打印优化了一个连接器组件，使最终零件的重量减轻了33%。   案例研究仅代表了Sintratec高分辨率3D打印机使用方式的一小部分。你可以找到更多客户故事给你。   结论 总的来说，激光光斑尺寸是SLS难题的重要组成部分，会影响分辨率等打印属性。通过专注于激光光斑尺寸的精度，Sintratec在更广泛的SLS市场中为自己开辟了一个位置，以满足要求高打印精度和精细细节的应用。结合SLS出色的吞吐量和一致性，实现更小功能并最终获得更高质量打印的能力将该技术提升到了另一个水平。   参考 1.Awad A、Fina F、Goyanes A、Gaisford S、Basit AW。3D打印:选择性激光烧结的原理和药物应用。国际制药。2020年8月30日；586:119594.doi:10.1016/j . ijp harm . 2020.119594 . Epub 2020年7月2日。PMID: 32622811。   2.David L. Bourell、Trevor J. Watt、David K. Leigh、Ben Fulcher，聚合物激光烧结的性能限制，物理学进展，第56卷，2014年，第147-156页，国际刊号1875-3892，https://doi.org/10.1016/j.phpro.2014.08.157.   3.辽、海、乐、山、龙、DV。“用试验设计方法优化双金属粉末的选择性光纤激光烧结。“ASME/ISCIE 2012柔性自动化国际研讨会会议录。ASME/ISCIE 2012柔性自动化国际研讨会。美国密苏里州圣路易斯。2012年6月18日至20日。第475-482页。ASME。https://doi.org/10.1115/ISFA2012-7232   4.吕丽莲、傅俊辉、黄友生（2001）。选择性激光烧结。激光诱导快速成型材料和工艺。马萨诸塞州波士顿斯普林格。https://doi.org/10.1007/978-1-4615-1469-5_5   5.J. Chalupsk、J. Krzywinski、L. Juha、V. Hájková、J. Cihelka、T. Burian、l . Vyín、J. Gaudin、A. Gleeson、M. Jurek、A. Khorsand、D. Klinger、H. Wabnitz、R. Sobierajski、m . strmer、K. Tiedtke和S. Toleikis，“聚焦非高斯X射线激光束的光斑尺寸表征”，Opt .快递18，27836-27845 (2010)。   6.Oz Livneh，Gadi Afek和Nir Davidson，“用二元轴棱锥产生有效的、准直的薄环形光束”，应用光学。57, 3205-3208 (2018)   7.安凯塔·詹德尔、伊克希塔·查图维迪、伊希卡·瓦齐尔、安库什·刘冰、米尔·伊尔凡·乌尔·哈克,《3D打印——工业4.0中的工艺、材料和应用回顾》,《可持续运营和计算机》,第3卷，2022年，第33-42页，ISSN 2666 4127。https://doi.org/10.1016/j.susoc.2021.09.004.   8.M. Launhardt，a . wrz，A. Loderer，T. Laumer，D. Drummer，T. Hausotte，M. Schmidt，用各种测量技术检测SLS零件的表面粗糙度，https://www . science direct . com/science/article/ABS/pii/s 0142941816302057   9.Vaglio E，De Monte T，Lanzutti A，Totis G，Sortino M，Fedrizzi L .用小激光光斑直径选择性激光熔化Ti6Al4V获得的单径迹数据。数据简介。2020年10月22日；33:106443.doi:10.1016/j . DIB . 2020.106443 . PMID:33195769；PMCID: PMC7642809。   10. https://sintratec.com/sls-3d-printer/amp/sintratec-s2/   11. https://www . prodways . com/WP-content/uploads/2021/09/ProMaker-p 1000-Series-EN-v 19 . 08 . 2021 . pdf   12.https://www . 3D-printer . com/3D _ Printers/Sinte

XiP和NXE系列3D打印机 导言 了解2023年最新的超快3D打印材料,哪种材料能够承受在气泡成型机中制造15,000个镜头所需的高温和压力?哪些树脂用于必须承受紫外线、温度变化和其他基本外部条件的生产部件?这种新的陶瓷材料是最快的3D打印材料,但它也可以承受最高的温度。   想知道几分钟内可以打印哪些其他类型的材料吗?看看指南。   本指南涉及:   2023年更新的材料 材料的特性和使用可能性 每种材料的认证测试规格 材料使用案例研究 LSPc® 技术 Nexa3D方法 Nexa3D专有的LSPc技术将光聚合物流式焦油与紫外线(UV)光一起转化为结构塑料。先进的膜技术与可扩展的4K LCD图像掩蔽相结合,为用户提供了高生产率的制造系统,使他们能够快速迭代产品概念,然后立即投入生产。   NexaX 智能软件优化了每一层,以实现最短的打印时间和始终如一的质量。在XiP和NXE系列3D打印机上打印的零件具有出色的表面光洁度,全密度和各向同性特性,这是其他增材制造平台无法实现的。   Nexa3D技术增强了世界各地的行业,包括定制消费品,牙科,工具制造,骨科,汽车制造,科学研究,电子,休闲,娱乐等。专业人士利用增材制造的众所周知的优势,结合NXE 400平台的功能材料和生产力,开发出能够彻底改变行业的产品。   超高速 Nexa3D 3D打印在从桌面到生产的创纪录时间内   数量 约4.8L 195 x 115 x 210mm (7.7 x 4.5 x 8.3 in) 技术 LSPC Pixel 尺寸 52 μm (0.0020 in) 最大分辨率 4K (3840 x 2160) 27 部分打印时间* 43分钟 打印机指纹(XYZ) 420 x 350 x 530mm (16.5 x 14 x 21 in) 材料包装 1kg 铝制墨盒 * 适用于具有 200 微米层高和 x45 原型材质的 3 路连接文件。   后处理 适用于 XiP 和 NXE 系列 3D 打印机的自动清洗和固化   我们的3D打印后处理解决方案可确保使用商用3D打印机制造的零件的机械性能和可预测的性能一致。   关于XIP   XiP Wash + Cure 是一款 2 合 1 后处理站,可在紧凑的封装中提供最佳的自动后处理。只需使用IPA或xCLEAN将零件放入洗衣槽中,然后开始洗衣循环。然后取出洗衣槽并将其部分放在旋转台上,将LED手臂折叠下来,并将反射盖放在其上以进一步固化。   一般考虑   Thermal   在设计LSPc工艺时,请考虑整个工艺流程和物理限制。我们的许多设计准则类似于注塑,因为树脂经历了1-2%的相变和收缩,类似于热塑性塑料凝固成形状。然而,收缩是分层进行的,因此自由横截面的突然变化可能导致变形。我们将告诉您如何避免此问题。   厚截面的硬化也导致过热热量的增加,并且在XY平面上有一定的硬化。NexaX 2.0 软件可优化打印速度以控制温度。添加液体树脂的流动性有助于在构建过程中避免组件中的热梯度,并允许更高的速度。   筹备建设   构造的前几层是故意过硬的,以确保对构造板的应力,并且在XY方向上略微过大。这不应该是一个问题,因为通常只有支柱受到影响。如果您在没有支撑的情况下构建,请在基础表面的边缘添加1-2毫米长的相位。这使得挤出的特征保持可测量性,并且更容易从建筑板上移除。每一层都比前一层高出一定的百分比,因此如果水平孔没有被0.04毫米的平衡,则水平孔会略微偏斜。   后处理   从该部件中清除多余的树脂可能很难在粪便,空腔或微流体通道中使用,并且需要先进的清洁技术。此外,加热或燃烧会导致平板变形。在硬化过程中添加肋骨或限制部分。     后处理 光学强化与硬化   光聚合工艺(如LSPc)中使用的树脂并非完全不透明,因此光线穿透材料的薄区域并导致过硬化和/或硬化。在大多数情况下,这些效果不是问题,除非零件非常小,或者您尝试使用设计实现非常窄的公差。如果您了解这两种现象,您可以在设计和制造时轻松考虑它们。   覆盖率(XY水平)   当紫外光源的光线扩散到遮罩边缘之外并使遮罩边界附近的材料硬化时,会发生过硬化,导致额外硬化0.01-0.05mm超出遮罩边界。散射主要是由树脂中的染料和填料引起的,因此校正因子因材质而异。过硬化度随着曝光时间的增加而增加,在基层中通常大于0.05毫米。 硬化(Z轴)   硬化是光机的紫外线穿透现有材料层并产生额外硬化的效果。这是实现逐层责任所必需的。硬化导致材料在Z轴上的过硬化。硬化深度取决于材料,高分辨率材料的硬化范围为0.02-0.05mm,一些透明材料的硬化程度高达1.0mm。   Voxylation   印刷模型表示为体素   XY 分辨率 = 面具的像素大小 Z 分辨率 = 层高 默认情况下,反锯齿应用于 XY 边缘 设计咨询 设计以建筑物为导向 使用表面纹理和有机形状 特征目标大小 > 5 体素。 处理此 与笛卡尔 Csys 正交对齐,或以大于 10° 的角度与任何轴对齐 降低层高以最大限度地减少层的形成或在Z中实现更高的分辨率。     设计指导方针   与注塑成型或其他3D打印方法类似,重要的是要注意产品的可制造性。这些设计指南可帮助您生产出最佳零件,并利用 XiP 和 NXE 系列的超快性能和 LSPc® 技术。   内容目录   1 墙体强度 2 悬挂和桥梁 3 弯曲的边缘 4 洞 5 贝壳和壳形几何 6 螺纹、插头和固定装置 7 文本,雕刻和雕刻的整合   1、墙体强度 墙面 介于1-5毫米之间的墙壁可靠地形成,并能承受隔膜和支柱移除的力。厚度为0.3毫米的墙壁可以具有有限的跨度和垂直方向。 小于0.8毫米的墙壁在清洗时可能会被淹没,因此清洗时间有限。使用支撑触点时,壁厚应<0.5mm。   较厚的墙壁可能会阻止完全再固化,并可能在打印过程中变得过热,从而影响零件的质量。厚度大于 25 毫米的部件或墙壁可以以较低的速度打印,以控制温度和收   可能 墙壁自由 0.5毫米 MIN 墙体与边缘加强 0.3毫米   Rippen 为了在固化过程中保持形状,应在大面积的情况下实现25:1的纵横比。换句话说,一个1毫米厚的墙应该有所有25毫米的防水沟。肋的高度增加了有效壁厚,因此在50毫米的跨度上使用1毫米高的肋,在100毫米的跨度上使用3毫米高的肋。       建议 墙面 1-5 毫米,均匀,宽高比 8:1 肋骨距离 ~25:1 纵横比(即 1mm 墙面) 建议每25毫米使用一根肋骨)   二、悬架与桥梁   横向超越   水平悬垂是模型中与建筑平台平行的任何部分。这些特征很常见,不建议在没有支撑的情况下打印。水平悬架大于2毫米应支撑。如果不支撑这些悬架,很可能会发生变形。   桥梁   在墙壁或支柱之间交叉的等距表面可以跨越双倍的距离,如悬挂。这也适用于支柱的冲击半径(对于水平表面,使用1.5毫米的冲击半径为0.1毫米)。高达20毫米的跨度是可打印的,同时失去可测量性。 角落过度   倾斜的悬架是指向与建筑平台平行的不同方向延伸的悬架。对于这些悬架,需要至少30°的角度,以便它们可以自由构建。如果角度小于30°,则必须使用支柱,以确保设计按预期打印。否则,这些低角度存在去层/溶解的危险。   建议 可能 横向悬挂 <2 mm 高达 4 mm 横向扩展 <5 mm <20 mm 横向扩展 >30 Deg >5 deg   3. 皱眉的边缘   圆形边缘,也称为测量边缘,是向下回收至零的特征。 折叠的边缘应缩小到0.3毫米或更大,否则有可能在后处理过程中损坏和弯曲。振动抛光时,需要进一步消光。   建议 可能 僵化 >0.3 毫米 >0.15 毫米 振动极限应用的稳定性 >1.5 毫米 >1.0 毫米   第四洞   最小孔径 直径小于1.0毫米的孔在打印过程中可能会因硬化而关闭。更大的孔可能需要清晰的树脂。较小的孔是可能的,如果他们垂直对齐。清理洞可能是一个挑战。避免粗孔和具有大纵横比的孔。为了从这些孔中去除未固化的树脂,可能需要使用压力喷嘴进行清洁。 盲孔   在直径小于3毫米的孔中,尿布的深度受到限制,因为表面张力可以防止树脂流出。用压力喷射器清洗,z。B. 使用注射器, 允许更深的孔. 只要有可能, 添加排气孔在地面上的鹅口疮.   建议 可以用特殊洗衣机 垂直洞的大小 >0.8 毫米 >0.3 毫米 非垂直孔尺寸 >1 mm(不透明树脂) >2 毫米(透明树脂) >0.6 毫米 麻袋的深度 <3x Durchmesser <8x Durchmesser 通道的长度 <8x Durchmesser <25x Durchmesser   第五章 高和被压碎的几何学   封闭体积   排空孔是必需的,如果一个封闭的体积,如。B. 存在磨损的部分. 排水孔用于从模型的封闭腔中冲洗树脂。如果没有排气孔,未固化的树脂将被锁定在零件中,并可能导致零件损坏。使用至少两个直径为3毫米的孔,以允许清洁零件,或至少5毫米的直径,如果只有一个孔是可能的。最好将孔放置在角落附近,树脂和溶剂会自然流动。 创作   当一个壳形特征被打印出来时,当Z轴升高以分离时,树脂通过真空被拉向上,当轴返回到平台时,树脂被置于压力之下。为了避免缺陷,您应该在功能的底部安装排气孔。NexaX允许添加凹孔和适当的止损,以便在打印后修补孔。孔的大小应与封闭体积的大小相匹配 - 体积切片直径的10%通常就足够

NexaX构建准备软件允许用户创建两种类型的支撑，脚手架和支柱。两种支持类型均可由用户完全配置。每种类型的支持都有独特的参数命名和自动生成算法。以下准则是一般性的，用户可以针对特定的几何形状、树脂和要求优化支架。   选择支架类型的指南   对于大多数零件，刚性和半刚性材料应默认为支柱型支架。与脚手架支撑相比，支柱支撑生成速度更快，并且通常使用更少的材料。以下是一些“典型”零件在两个典型方向上的示例。两种支撑方案具有相似的投影面积（注意支柱30是互联筏).一般来说，支柱支架的刚性不如脚手架，因为它们离零件更远地交叉支撑，并允许它们弯曲而不是因较大零件的收缩而断裂。 柔性材料必须使用脚手架支撑其比支柱支架坚硬得多。打印时高支架、脚手架通常是更好的选择可能会弯曲，尤其是对于xPP或xABS等半刚性材料。   当打印大面积支持区域时，支柱通常更容易拆除因为它们是分段的，其中脚手架可能需要整体拆除。支撑对基层剥离力和树脂流动也有影响。带开槽建筑板的脚手架支架是一个不错的选择因为槽对树脂流动保持开放。如果使用支柱，禁用筏。     堆放零件时，脚手架支撑通常是最佳选择。支柱支撑将尝试进行高偏移。支柱支架在构建板上将具有更大的投影面积。 当直接在构建板上打印某些模型曲面时，请使用脚手架支撑避免筏板与零件壁接触。如果使用支柱支撑，选择相互连接的筏板以尽量减少干扰。