Formlabs超干货| 高光对比:Form3+ 对比Form3到底提升了那些性能?

导读:1.打印速度提升了20%-40%:软件加硬件的组合更新让Form3+的打印速度加速。 2.支撑去除更方便快捷 重新设计了支撑结构让支撑去除更简单便捷,且不会在模型上留下凹坑。 搭载新型的 快速...
 

 1.打印速度提升了20%-40%: 软件加硬件的组合更新让Form3+的打印速度加速。

 

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2.支撑去除更方便快捷

重新设计了支撑结构让支撑去除更简单便捷,且不会在模型上留下凹坑。

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搭载新型的 快速剥离技术 (Quick Release Technology) 的 Build Platform 2 打印平台,极大提升了样件从平台上取下来的用户体验。

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Form3+的主要特性改进

1.硬件改进

改善激光模组的运行稳定性:在激光模组外壳的线性轨道使用了滚动凸轮从动件,使激光模组在水平运动时确保了运行稳定性,从而改善了打印层对位的瑕疵。这个改善方案对于打印透明树脂的样件尤为显著。

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左图:连接到 X 平台的 IGUS 滑块凸轮。右图:安装在 Form 3 中。

 

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加温系统改进,提高不同温度环境下的可靠性:树脂的固化过程和粘度在很大程度上取决于树脂温度是否正确。Form 3 和 Form 3B 会在空气排出打印机时测量空气温度,这意味着其温度读数极易受到打印机周围环境温度的影响。 Form 3+ 和 Form 3B+ 采用重新设计的加热系统,该系统读取的温度更接近树脂本身温度,因此温度检测结果更为准确,可确保在各种环境条件下都能以更快的速度和更稳定的品质进行打印。

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改善前期打印层的质量和速度:通过改善打印平台和激光光模的对齐方式可减少将打印件附着在打印平台上所需的曝光量,从而加快打印速度(通常快 5-15 分钟)及与平台接触特征的锐利度。

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2.软件改进

加快了打印速度:通过提高激光功率、振镜的扫描速度、光模的移动速度、支撑结构的打印速度,综合地让整体速度提升。

重新设计支撑结构,更支撑去除更简单:支撑的桁架由原型变成矩形,提高了支撑的打印速度。支撑点从圆的变成平的,让支撑去除时更容易且不会留下凹坑。

 

 

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3.改善用户体验:

预热:打印机现在可以预热,以便更快速地开始打印。当打印机接收到任务后(或者在“空闲”状态下打开机罩时),打印机会立即开始加热的空气以缩短在开始打印时的准备时间。

睡眠模式:打印机现在可以进入睡眠模式,无论是手动控制还是设置延迟时间在“空闲”状态下自动进入睡眠。此外,打印机在未执行打印操作时还会进入节能状态,最大限度地减少能源消耗/环境光照,在夜间无人值守时让您高枕无忧。

Form3+的技术原理——LFSTM 低应力光固化3D打印技术

LFSTM(Low Force Stereolithography的缩写) 低应力光固化3D打印技术是传统倒置式光固化打印技术的升级版。

传统的倒置式光固化打印技术对比最早被发明的下沉式光固化技术,由于对于树脂槽中的树脂容量需求较少,因此整个机器的设计可以更小型化,应用到桌面型的使用场景中。

 

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但是倒置式的光固化有一个物理限制,就是打印件在每打印一层后需要跟树脂槽的底部分离,而这种分离的行为需要抵抗大气负压。这就好像一个小物理实验,如果在两块玻璃的表面涂上蜜糖或水等液体然后把两块玻璃粘合,液体就会排走周边的空气形成负压,那样两块玻璃就会变得很难分合或者需要较大的力气分合。

 

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因此Formlabs 更改了树脂槽的底部材质,从硬质的亚克力板变成柔性的薄膜,以减小打印时样件与树脂槽底部的分离应力。

 

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柔性树脂槽带来很多的从动价值。因为分离应力的减小,打印时层与层之间的匹配精度变得更好,反馈到样件上就是细节变得更清晰,尺寸精度和配合公差变得更好。还有支撑点可以设置得更小兼顾打印的成功率,进而让后处理变得更容易,支撑点更易打磨。

 

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对于我们的用户来说,更好精度和更高效的后处理能够更省心,让您能够把更多的时间投入到产品设计,而不是放在3D打印机上。

另外一个问题是,早期的倒置式SLA 3D打印机比如Form2和其他同期的竞品所采用的激光射出工艺跟工业级的下沉式SLA类似,是靠两块振镜分别控制由激光器发射出来的光斑在X轴和Y轴移动,那么当光斑投射到打印平台中间的位置时光斑的形状是较圆的而光斑投射到边缘的位置时光斑就变得没那么圆呈椭圆状。简而言之,早期的倒置式SLA 打印机的光斑一致性是没那么好的。

而LFSTM 低应力光固化3D打印技术重新设计了光模的结构和激光射出工艺,从而改善了光斑的一致性。光模由原来的靠两个振镜控制光斑的移动,变成了X轴靠丝杆运动而Y轴靠单个振镜移动光斑,加上弧面镜的加成使得光束始终垂直地反射出光模。

 

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线性直射光束的激光光模给我们用户带来的价值有,更精细的产品细节特别是孔、浮雕、纹理等较精细的特征,以及全平台一致的打印效果。

 

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综上所述,LFSTM 低应力光固化3D打印技术就是通过柔性树脂槽和线性激光单元改良了倒置式光固化技术,让用户得到更优异的零件质量和打印可靠性。

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Form3+的使用流程

 

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1.首先是必须要有3D文件,可以通过正向的CAD建模也可以通过逆向的三维扫描获得3D文件。

 

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如果还没掌握三维建模的技巧又没有三维扫描仪,则可以通过一些3D打印社区网站下载免费的图档来体验打印,如Thingiverse, Pinshape等等。

一般三维建模后的图档还需要导出STL 格式来3D打印,Formlabs的Preform软件支持STL. 和OBJ. 两种格式。不同的CAD软件导出STL. 的方法有些许不同,以下把几个常用软件的导出方法提供给各位参考,如果以下图片没有或者因版本更新而不同了,请通过搜索引擎等查找具体的导出方法。

 

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2.根据您对打印部件的应用需求选择合适的材料和层高。

Formlabs 的光固化3D打印技术目前拥有超过30多种树脂的强大材料库,分为标准树脂,医疗树脂,牙科树脂,工程树脂和珠宝铸造树脂五大类。用户可以根据自己的应用需求挑选合适的树脂来让3D打印原型的性能更接近量产开模的塑料,或者直接用于制造某些小批量定制化的工具或模具。

比如,假设您的应用需求是概念造型或者快速建模,那么标准树脂系列比较适合您。我们有白色,黑色,灰色,透明四种基本色的树脂能满足大部分的外观造型要求。如果您对打印速度有更高的追求,那么Draft (草稿)树脂是更理想的选择,它的打印速度比上述的四种树脂要快3-4倍。Grey Pro树脂的机械性能介于标准树脂和工程树脂之间,类似于注塑塑料HIPS的性能,比其他几个标准树脂在韧性上表现得更加出色。

假设您的需求是制造功能原型以测试产品结构或者组装装配,抑或者把电子元器件加进去组装成样机,那么则需要挑选工程树脂。我们有韧性和耐冲击性较好的韧性树脂家族,模仿玻璃填充塑料的刚性树脂家族,模仿橡胶和硅胶的柔性树脂家族,以及两个特殊性能的树脂防静电树脂及耐高温树脂。

假设您的需求是用于制造定制的医疗工具、手术导板、医患沟通模型和医学教育模型等,医疗树脂和牙科树脂则是您的首选。

假设您的需求是要打印可以熔模铸造的“蜡型”,则熔模铸造类树脂可以提供给您有别于传统蜡型的特殊价值。

 

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层高是3D打印这种逐层堆积工艺的一个重要参数,理论上层高越小,分的层数越多,堆出来的模型会越精细,但是相对应地会牺牲打印速度。比如50微米层高打印的模型可能会比100微米打印的模型细节更精致表面更光滑,但打印速度会是100微米的两倍。

 

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Formlabs 提供25微米、50微米、100微米、200微米、300微米几种不同打印层高的选择,但不同的树脂可以支持的层高是不相同的,可以通过我们的技术支持网站查得。

 

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Formlabs技术支持网站链接--Form3的打印层高

您可能会问,我能不能选择较小的层厚让我们的模型细节精细,而又让打印速度能快一点呢?

针对这个问题,Formlabs开发了一个很多同行竞品所没有的强大功能—自适应层高。

自适应层高是通过Preform软件的人工智能AI分析图档的结构,细节多的地方使用较小的层高,而细节较少的地方使用较大的层高,这样就能兼顾细节的高质量和较快的打印速度了。

 

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3.在Preform中准备模型

Preform是一个打印前准备的软件,其功能主要是对模型切片、加支撑和排版。用户可以随时通过Formlabs的官网免费下载,没用许可证的限制,一个公司可以多个用户使用。

Preform软件非常简单易用,即便是未受专业培训的用户也能成功打印。Preform支持“一键打印”功能,通过运用自动算法来为打印件自动进行布局、定向和支撑。

 

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排版完成后就可以把工作发送到打印机进行打印。

 

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4.设置打印机,开启打印工作。

设置打印机的步骤非常简单,只需要依次把树脂槽,打印平台和树脂盒装入打印机就可以了。

 

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数据传输到打印机后,在打印机的UI就能找到,然后点击打印就可以了,剩下的都交给打印机自动完成。

 

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Formlabs的打印机是自动添加树脂的,并不像其他竞品那样是需要手动倒入树脂的,非常方便。

5.使用Form Wash和Form Cure进行后处理

打印完成后机器会将打印平台自动升起,等待用户取出进行后处理

 

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刚打印完的样件表面还沾满残余在样件上的树脂,因此需要进行清洗流程清洁残余的树脂,以及二次固化让样件表面未彻底固化的树脂固化还有提高样件刚性和耐温性发挥材料的最佳性能。

Formlabs 提供自动化的后处理解决方案--清洗设备Form Wash和二次固化设备Form Cure。

Form Wash的使用方法非常简单,用户可以把挂着样件的打印平台直接从打印机取出后挂到Form wash的夹具上进行清洗,也可以把样件从平台上取下来放到篮子上清洗,然后只需要设置某树脂相应的清洗时间,接着启动Form Wash,剩下的工作Form Wash会自动帮您完成。

 

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清洗完成后样件需要跟打印平台分离才能转移到固化机里。Formlabs的新打印平台Build Platform V2只需要一挤就能轻松地把分离出来,比起原来的标准平台需要用铲刀铲除模型地方式极大地提高了效率和使用体验,而且避免了铲坏模型的风险。

 

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Form Cure的使用也非常简单,只需设定某树脂相应的固化温度和时间然后启动,Form Wash就会自动的升温以及固化,直到倒计时结束。

 

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Form Wash和Form Cure的清洗和固化参数具体均可在Formlabs的技术支持网站获得。

 

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Formlabs技术支持网站链接--Form wash时间设置

Formlabs技术支持网站链接--Form Cure时间及温度设置

6.去除支撑

Form3+的软件更新重新设计了支撑桁架和支撑点的结构,让支撑去除更简单且不会留下凹坑。只需要轻轻一剥,支撑就和模型分离了。

 

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最后,根据个人需要可以用砂纸打磨支撑点,让模型的表面更加顺滑和美观。

 

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除此之外,Formlabs也将带来简化后处理流程的构建平台 Build Platform 2,以及全球首款防静电光固化树脂 ESD Resin,敬请期待。

 

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