SLA против SLS | Что выбрать для своего прототипа?

<ч />

Опубликовано:20 июля 2018 г., | Кэнди, менеджер по маркетингу WayKen

Существует примерно 10 основных технологий быстрого прототипирования, в зависимости от того, как вы их сгруппируете. Какой из них вы должны выбрать для медицинского устройства, которое вы разработали? Или, может быть, вы создали что-то для автомобилей, или самолетов, или, может быть, кухонный прибор. Каждая из отраслей и продуктов имеет свои потребности в прототипах. И у тебя тоже есть свои мысли по этому поводу, верно? Должен ли он просто хорошо выглядеть, чтобы быть показанным инвесторам? Или вы хотите проверить, работает ли он, чтобы можно было отказаться от отделки поверхности и просто согласиться на что-то подешевле, или, возможно, вы собираетесь провести тесты. Вы будете бить и разбивать вещь, нагревать ее или погружать в воду.

Каждый из этих продуктов и видов использования имеет технологию, которая лучше всего подходит для создания прототипа. Вот если бы я начал сравнивать все методы в одной статье, статья бы стала часовой на чтение. А времени на них сейчас ни у кого нет. Итак, давайте остановимся на двух методах, которые охватывают около 30% рынка прототипирования. SLA-прототипирование и SLS-прототипирование для пластмасс. Итак, 3D-печать SLA и 3D-печать SLS здесь.

Разработка SLA-печати

SLA или стереолитография — одна из старейших технологий в мире 3D-печати. Он был обнаружен в начале 1980-х годов в Японии. Доктор Кодама придумал устройство, в котором использовался резервуар с жидким полимером и один УФ-лазер.

Лазер отвердел поверхностный слой полимера, сделав его твердым, и немного погрузил слой в резервуар. Таким образом, затвердевший пластик послужит основой для следующего слоя. Однако у доктора Кодамы не было достаточного финансирования для своих исследований, поэтому он не получил патент.

В 1884 году группа французских ученых думала, как создать фрактальную деталь (очень сложную замысловатую геометрическую деталь) для своего проекта и придумала лазер, который мог бы упрочнять полимеры. Они подали заявку на прототип, но не уделили должного внимания коммерциализации, и их идею не восприняли всерьез.

Так, в том же 1884 году Чак Белл, американский изобретатель, третий, придумавший такой метод, подал патент на процесс стереолитографии. Он все продумал и для продажи своей идеи основал компанию 3D Systems. Сейчас 3D Systems — одна из крупнейших компаний, производящих 3D-принтеры.

Технология печати SLA

На самом деле существует два метода печати SLA. Назовем это прямым и обратным соглашением об уровне обслуживания.

Прямой процесс — это то, как изначально был изобретен SLA. Принтер имеет резервуар для жидкого полимера и опорную плиту, которая находится на один слой отверждения ниже поверхности полимера. УФ-лазер прослеживает текущее поперечное сечение детали (программа написана таким образом, что деталь разрезается на слои и для каждого среза генерируется путь лазера), и вы получаете первый затвердевший слой. Затем пластина опускается на высоту одного слоя, а специальный нож перемещается по поверхности бака, чтобы полимер полностью заполнил область над пластиной. Затем затвердевает следующий слой.

Реверсивный метод отличается ориентацией и перемещением детали. Здесь базовая пластина прозрачна и перевернута по сравнению с прямым методом. Лазер отверждает полимер через пластину, после чего пластина поднимается, а не опускается. Таким образом, вы можете сравнить этот процесс с медленным извлечением объекта из воды. С той лишь разницей, что в последнем процессе объект изначально находился в воде. С SLA-печатью вы создаете ее из жидкости в баке.

Описание и история SLS

SLS — это аналогичный процесс 3D-печати. Он был разработан профессором из Техаса Карлом Декардом. Он был инженером и стремился снизить количество отливок, необходимое для серийного производства. Позже он продал свой патент компании 3D Systems. Позже 3D Systems удалось использовать SLS и для металлических порошков, что также привело к революции в производстве металлических деталей. Сейчас эта технология является наиболее распространенным методом печати металлических деталей. В ходе его разработки выяснилось, что порошок действительно опасен. Это очень хорошо и легко вдыхается. Таким образом, технология SLS не очень хороша для десктопных версий для хобби, в отличие от SLA.

В процессе в качестве основного материала используется пластиковый порошок. Этот порошок распределяется по опорной пластине с помощью специального ножа. После этого, как и в SLA, лазер трассирует поперечное сечение детали. После этого опорную плиту опускают на один слой и снова рассыпают порошок. Согласитесь, очень похоже на SLA?

Материалы

Соглашение об уровне обслуживания .В этом процессе используются полимеры, которые становятся более твердыми от ультрафиолетового излучения, или, как их еще называют, фотополимеры. Существует множество различных составов смол, поэтому в основном они разделены по назначению:

• Стандартные смолы. Они самые дешевые и имеют худшие механические свойства, однако качество у них действительно хорошее, его можно сравнить даже с литьем под давлением. Некоторые из них прозрачны, поэтому вы можете создавать прозрачные прототипы, например автомобильных фар.
• Технические смолы. Их можно использовать для реальных прототипов, они могут иметь форму, подобную АБС, термостойкую, жесткую или гибкую форму. Они по-прежнему сохраняют хорошее качество поверхности, а их прочность несколько выше.
• Медицинские смолы. Среди фотополимеров, открытых для SLA-печати, можно найти биосовместимые I и II класса. Это означает, что вы можете держать их в контакте с тканями человека в течение длительного времени. Это большое преимущество.

 SLS. Эта технология первоначально использовалась с нейлоном. Со временем для этой технологии были адаптированы некоторые другие материалы.

• Нейлон. Это, безусловно, самый распространенный пластик в SLS. Он гораздо более прочный, термостойкий и жесткий, чем все материалы SLA.
• Уретан. Это простой гибкий пластик, который подходит для литья простых полимерных деталей.
• Воск. Используемый воск идеально подходит для изготовления моделей для литья. Вы просто покрываете модель формовочной смесью и нагреваете до расплавления.

Постобработка

Соглашение об уровне обслуживания. Основным недостатком SLA-печати является то, что у нее много подложек, которые сделаны из одного и того же материала. Это приводит к необходимости проведения операций резания для удаления опор. Вы также должны очистить область среза от любых следов поддержки. Весь процесс занимает довольно много времени.

Кроме того, отвержденная часть на самом деле не полностью отверждена. Некоторые области между слоями отреагировали только наполовину. Вот почему использование некоторых УФ-камер для отверждения печатных деталей повысит их прочность. Однако это не является абсолютно необходимым.

SLS. Деталь обычно имеет худшее качество поверхности после SLS, чем после SLA. Вот почему детали SLS шлифуются и механически обрабатываются, если требуется хорошее качество поверхности. Это занимает много времени.

В заключение:что и когда использовать?

В целом, этот процесс дает детали отличного качества, но он намного дороже, чем SLS (в случае прямого SLA вы не можете повторно использовать остатки жидкого пластика из бака, он не может храниться долго, поэтому лучше хранить принтер загружен) и требует удаления опор. Его преимущество — обилие материалов, которые можно реализовать.

Используйте SLA для медицинского оборудования, прозрачных деталей с хорошей обработкой поверхности и для некоторых моделей литья под давлением или литья. Используйте его, чтобы продемонстрировать свой продукт, запчасти очень хорошие.

SLS обеспечивает гораздо лучшую прочность и другие свойства, чем SLA. Однако чистота его поверхности значительно хуже (примерно на 2-3 класса ниже). Этот процесс намного дешевле, чем SLA. Вам вообще не нужны поддерживающие конструкции (предыдущие слои порошка поддерживают более высокие слои), и вы можете повторно использовать порошок, оставшийся от предыдущего использования.

Используйте SLS в тех случаях, когда деталь должна выдерживать большие нагрузки, коррозию или вибрацию. Используйте SLS, когда отделка поверхности не является проблемой и бюджет невелик. Используйте его для себя или для тестов.