紫外激光器在3D打印中主要影響參數(shù)
由于液態(tài)光敏樹脂對紫外光的吸收系數(shù)最大,因此較低的光能量密度就可使樹脂固化,但是由于光敏樹脂對紫外光的吸收遵循Beer-Lambert 定律,即:紫外光的能量密度隨著透射深度的增加呈指數(shù)衰減。理論及試驗(yàn)表明,只有當(dāng)液態(tài)光敏樹脂接受的紫外線能量密度超過一定的閾值后,才會產(chǎn)生凝膠(凝膠態(tài)是液態(tài)和固態(tài)之間的臨界狀態(tài)) 因此在固化過程中需要持續(xù)輸出200mw以上的連續(xù)紫外光才能使其固化,但是我們要怎么樣才能達(dá)到較好的固化品質(zhì)呢?
樹脂的固化品質(zhì)主要由紫外激光在液面的掃描速度,激光成型的光斑大小和激光持續(xù)輸出功率大小三個(gè)因素共同決定。振鏡的掃描速度直接影響著激光器的脈沖個(gè)數(shù)以及紫外激光在液態(tài)光敏樹脂表面的接觸時(shí)間,若掃描速度過快可能直接導(dǎo)致激光器脈沖個(gè)數(shù)不足,或接觸時(shí)間過短而導(dǎo)致的最終固化硬度低或固化失敗等一系列問題。而液態(tài)光敏樹脂表面最終成型的紫外光斑大小影響著支撐的厚度以及成品的厚度,且若是激光器的光斑不圓可能會導(dǎo)致分布在樹脂上的能量不均勻而導(dǎo)致最終成型的品質(zhì)下降或者固化線寬異常等。最后是激光功率,一般在350mw-500mw間的持續(xù)穩(wěn)定輸出功率最佳,功率過高可能導(dǎo)致樹脂發(fā)黑或發(fā)黃,功率過低可能導(dǎo)致樹脂發(fā)白或硬度減少,若是持續(xù)輸出功率不穩(wěn)定還能導(dǎo)致固化線和固化深度異常等問題。
綜上所述,我們要得到較好的固化品質(zhì)則需要對激光器滿足以下幾點(diǎn)條件:
1.持續(xù)穩(wěn)定的輸出功率且在350mw以上;
2.持續(xù)穩(wěn)定的激光輸出脈沖;
3.較好的激光器光斑質(zhì)量。
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