SLA 3D 打印树脂设计指南

• 1
  决定树脂零件的因素
• 2
  SLA 树脂件的壁厚、加强筋和凸台
• 3
  SLA 零件的排液孔与抽空
• 4
  摆放方向、支撑与层厚
• 5
  收缩、配合与特征极限
• 6
  何时不宜选用树脂
• 7
  可打印树脂零件的七个步骤
• 8
  按特征划分的树脂设计数值

树脂在激光下固化，每一层壁厚都是薄层堆叠而成，而不是从实心料上切削。低于 0.8 mm 的壁通常能打印出来，但在 UV 后固化槽和最终烘烤中会翘曲。零件在平台上看着正常，一天后就弯了。外观壳体保持在 1.5 至 2.5 mm，表面才能保持平整。

加强筋遵循不同规则。0.6 至 0.8 mm 的加强筋具有合适的柔性，适合原型上的卡扣和活铰。超过 3 mm 后，加强筋像实心块一样，收缩时会拉动相邻壁面。需要刚度时，应增加高度或增设第二根加强筋，而不是增加厚度。

用于螺纹嵌件的凸台比壁面更需要留意。围绕黄铜嵌件的凸台壁厚 1.5 至 2 mm，足以用于 M3 热熔嵌件。嵌件直径留 0.1 至 0.2 mm 间隙，压入时塑料才能流动。过紧的凸台会在根部开裂，因为转角处形成应力集中。

内角主要靠圆角处理。加强筋与壁面交接处设 0.5 mm 圆角，可消除大部分剥离应力，也便于排液。尖锐内角还会滞留树脂，树脂保持液态并缓慢侵蚀已固化表面。

• 1
  壳体平板、壳体和盖板取 1.5 至 2.5 mm。
• 2
  加强筋0.8 至 1.5 mm，根部圆角 0.5 mm。
• 3
  凸台壁厚 1.5 至 2 mm，嵌件间隙 0.1 至 0.2 mm。
• 4
  避免壁厚超过 4 mm。应抽空并加排液孔。

实心树脂块成本高、速度慢，打印后还会持续收缩数小时。厚度超过约 4 mm 的部位应抽空。2 mm 壳体可保持外表面精度，同时缩短成型时间、减少树脂用量。问题在于滞留的液态树脂会在空腔内继续固化，数周后可能撑裂零件。

每个空腔设两个开口。最低点设排液孔，让未固化树脂和 IPA 流出；最高点设排气孔，让空气进入，液体才能流动。单孔会形成真空，清洗循环无法清理内部。多数零件用 Ø2 至 4 mm。小空腔用 2 mm，厚壁部位用 4 mm。

孔位应避开密封面、轴承内孔和可见 A 面。歧管或流体壳体应尽早规划孔位，以便用紧定螺钉或粘接堵头封堵。把排液孔留到最后才考虑的设计者，往往会把孔开在关键面上。

空腔内壁厚度与外壁同样重要。壳体应均匀保持在 2 至 3 mm。空腔壁从 1 mm 突变到 5 mm 会形成急剧的收缩梯度，即使外表面看起来正常，零件也会在台阶处变形。

• 1
  至少两个孔低处排液，高处排气。
• 2
  孔径小空腔 Ø2 mm，厚壁部位 Ø4 mm。
• 3
  保持避让避开密封面、内孔和 A 面。

摆放方向对最终零件的影响大于任何设备参数。平面相对成型平台倾斜 15 至 30°。剥离力下降，支撑接触面积减少，原本会留下痕迹的面现在打印干净。与平台平行的平面是典型失败情形，因为每一层都要一次性剥离整个截面。

支撑放在非关键面。支撑尖端会留下小痕迹，在细纹理或抛光面上很难打磨掉。壳体应支撑内侧，夹具应支撑底面。若两面都是外观面，应旋转零件，让痕迹落在边缘。

层厚同时决定表面质量和时间。0.05 mm 层厚在斜射光下表面平滑，但成型时间约为 0.1 mm 的两倍。多数工程原型采用 0.05 至 0.1 mm，然后喷砂或底漆。若零件需要垫片密封，应选更细层厚，并对配合面轻微打磨。

分辨率不等于精度。摆放不当的零件，即使层高 0.05 mm，边角照样会翘曲。先修正摆放方向，再花时间调层高。

• 1
  倾斜 15 至 30°大平面要离开打印平台。
• 2
  支撑放在隐藏面密封面和外观面不要留支撑痕。
• 3
  层高表面质量优先用 0.05 mm，速度优先用 0.1 mm。

SLA 树脂固化时会收缩，通常为 0.5 至 2%，具体取决于配方和后固化流程。这个数值不能忽略。100 mm 的零件上，1% 就是整整 1 mm，足以决定间隙配合还是压配合。打印前在 CAD 或切片软件中缩放模型，首次使用新树脂时先打印测试件并测量。

能用间隙补偿配合时，就不要用缩放系数。滑动配合每侧加 0.15 至 0.3 mm，轻压配合每侧加 0.05 至 0.1 mm。树脂比机加工塑料更脆，在 POM 上可行的压配合会把树脂凸台压裂。若接头要承载，应设计机械结构，不要依赖过盈。

小特征也有下限。小于 Ø1 mm 的孔容易闭合或打印成椭圆，字符高度低于 1.5 mm 的文字边缘会模糊。这些特征后续用钻头或激光加工很容易补上，所以功能原型可先不打印，留到第二道工序完成。

螺纹是典型的坑。M6 及以下的打印螺纹粗糙且强度低，拧入螺钉时容易咬死。应打印底孔再攻丝，或使用热熔嵌件。这一项改动就能消除工程师在树脂原型上遇到的大部分装配问题。

• 1
  收缩0.5 至 2%，打印前缩放。
• 2
  滑动配合每侧 0.15 至 0.3 mm。
• 3
  压配合每侧 0.05 至 0.1 mm，或使用嵌件。
• 4
  小孔小于 Ø1 mm 的孔，打印后钻孔。

SLA 的优势在表面质量、精细细节和小特征尺寸，劣势在抗冲击、耐热和长期 UV 稳定性。标准树脂在 60 °C 附近软化，放在高温发动机舱或阳光直射下的零件会蠕变。工程树脂和高温树脂能改善这一点，但仍比不上机加工塑料。

如果零件要承载、螺纹要承受扭矩或反复受冲击，就改用机加工。ABS、POM、PEEK 或铝的 CNC 原型能提供真实材料性能，几何需要时公差可达 ±0.005 mm。树脂最适合验证形状，之后同一份 CAD 交给铣床做功能测试。

通常的分工简单直接。问题在于零件外观或能否装配时，用 SLA。问题在于零件能否承受工况时，用机加工。把错误的问题交给错误的工艺，项目就会白白损失一周。

还有折中方案。先用树脂打印零件验证形状和配合，再只对关键接口（轴承内孔或密封面）做第二道机加工。这样成本低，又能在公差关键处用上真正的金属或工程塑料。

• 1
  SLA 用于形状、配合、精细细节、小批量。
• 2
  机加工用于承载、耐热、承受扭矩的螺纹、±0.005 mm。
• 3
  混合方案树脂主体加机加工关键接口。