Стереолитография - оригинальная технология 3D-печати

Стереолитография (SLA), изобретенная и запатентованная Чаком Халлом, основателем компании 3D Systems, в 1984 году, является оригинальной технологией, лежащей в основе современной 3D-печати. Первоначально именно SLA помогло сделать 3D-печать жизнеспособным инструментом для производителей и побудило других исследовать новые методы печати и новые приложения для этой технологии. Это свидетельство первоначального видения Халла, что SLA по-прежнему используется сегодня в самых разных отраслях, как опытными профессионалами, так и начинающими любителями.

Как это работает?

Стереолитография создает детали по одному слою за раз, направляя ультрафиолетовые лучи в чан с фотополимерной смолой. Луч заставляет смолу отверждаться и затвердевать, позволяя деталям наращивать слой за раз. Когда вся деталь будет готова, ее вынимают из чана и помещают в химическую ванну на основе растворителя, чтобы удалить излишки материала и получить гладкую поверхность. Наконец, деталь отверждается в ультрафиолетовой печи, чтобы убедиться, что она должным образом затвердела.

Заявки на SLA

Первоначально стереолитография зарекомендовала себя как инструмент для быстрого прототипирования, и это остается ее основным применением сегодня. Скорость, с которой он может создать высокоточную печать 3D-модели, означает, что он хорошо подходит для быстро меняющегося процесса прототипирования, когда выполняется множество итераций детали до того, как в конечном итоге будет запущено производство. SLA предлагает высокий уровень точности с несколькими видимыми слоями, которые часто создаются другими методами.

На момент написания SLA еще не вошло в производственный жизненный цикл. Несмотря на свою скорость, используемые фотополимерные материалы довольно дороги по сравнению с другими технологиями 3D-печати, а это означает, что крупномасштабное производство вряд ли будет рентабельным вариантом. Однако производители все чаще используют печать SLA для создания отливок или рисунков для других технологий, таких как литье под давлением или литье в песчаные формы, которые можно использовать многократно и производить намного быстрее, чем с помощью традиционных методов. Он также иногда использовался для изготовления одноразовых деталей, которые должны быть адаптированы к точным спецификациям заказчика. Например, методы SLA успешно применялись для печати слуховых аппаратов, подогнанных по индивидуальному заказу.

Материалы

Стереолитография основана исключительно на фотополимерных материалах, которые будут вести себя желаемым образом во время печати. Однако, несмотря на это очевидное ограничение, диапазон материалов для печати за годы значительно расширился, предоставив производителям значительный выбор. Смолы доступны в широком диапазоне цветов и обладают механическими свойствами, имитирующими другие популярные материалы, такие как ABS. Смолы также доступны для специальных применений, таких как детали зубов.

Несколько практических советов по первоклассной печати SLA

• Обдумайте свои вспомогательные структуры. Для всех частей SLA во время печати требуются поддерживающие конструкции, чтобы избежать деформации, поэтому их необходимо учитывать в вашем дизайне. Избегайте любых безопорных свесов более 19 градусов. Опорные конструкции можно обрезать или отломить после отверждения, а оставшийся материал зашлифовать для получения гладкой поверхности.
• Избегайте небольших отверстий и тонких стен, так как они могут деформироваться, особенно в процессе отверждения.
• Если вы планируете включить в печать взаимосвязанные части, убедитесь, что у них есть надлежащий зазор. Как правило, используйте зазор 0,5 мм для движущихся частей и 0,1–0,2 мм для частей, которые необходимо стыковать друг с другом.
• Подумайте, как снизить материальные затраты. Как мы упоминали выше, материалы SLA довольно дороги, поэтому рекомендуется по возможности выдолбить деталь, чтобы минимизировать количество используемого материала. Если вы это сделаете, убедитесь, что вы сделали отверстия, чтобы позволить слить лишнюю смолу до отверждения. Если этого не сделать, избыток материала может привести к появлению отверстий или трещин.
• Мокрая шлифовка часто применяется к отпечаткам SLA на этапе последующей обработки для получения более гладкой поверхности. Это может привести к появлению пятен на отделке, но слой минерального масла после шлифовки исправит это. В качестве альтернативы, для простых форм без мелких деталей можно использовать наждачную бумагу различных сортов, чтобы добиться гладкой прозрачной поверхности.
• Выберите подходящую отделку! Как и в случае с SLS, для SLA-печати доступен широкий спектр вариантов отделки, включая как функциональные, так и косметические варианты. Например, акриловая отделка часто используется для защиты деталей от ультрафиолетовых лучей и обеспечения того, чтобы они дольше оставались новыми.

Даже когда на рынок выходят новые технологии, SLA не собирается уходить. Мы ожидаем, что новые области его применения будут и дальше открываться по мере развития аддитивного производства, совершенствования материаловедения и роста доверия к технологии как среди промышленности, так и среди широкой общественности.