Изучение 3D-печати MSLA:технология, преимущества и приложения

MSLA, сокращение от «аппарат для стереолитографии в маске», представляет собой усовершенствованную форму 3D-печати SLA (стереолитографии), которая сочетает ЖК-экран с мощным светодиодным источником света для избирательного отверждения светочувствительной смолы. Когда последующие слои отверждаются поверх предыдущих, они образуют трехмерный объект. В качестве источника света используется массив светодиодов, который проецируется через ЖК-экран, который действует как реконфигурируемая маска. 

Эта техника имеет несколько преимуществ. Он способен производить высококачественные изделия в больших количествах по низкой цене, причем делать это быстрее и точнее, чем большинство методов 3D-печати. Однако недостатком 3D-печати MSLA является высокая стоимость самих принтеров; лишь немногие избранные предприятия могут позволить себе эту технологию. Кроме того, из-за чрезвычайно деликатной природы светочувствительной смолы и необходимости осторожного обращения этот тип 3D-печати следует выполнять в полной темноте. Конструкцию 3D-принтера MSLA составляют резервуар для смолы, цифровая маска, световая матрица и рабочая платформа. В этой статье будет подробно рассмотрено, что такое 3D-печать MSLA, как она работает и какие материалы используются.

Что такое 3D-печать с помощью устройства для стереолитографии в маске?

Аппарат для стереолитографии в маске (MSLA) представляет собой усовершенствованную форму 3D-печати SLA. Основное отличие заключается в источнике света. Вместо использования контролируемого лазерного луча MSLA использует большой источник ультрафиолетового (УФ) света для отверждения смол послойно до завершения. Важно отметить, что источник света — массив светодиодов — не фокусируется непосредственно на термопластической смоле, а вместо этого контролируемым образом маскируется избирательно прозрачным ЖК-экраном. Дополнительную информацию см. в нашем руководстве по 3D-печати.

Как работает 3D-печать аппарата для стереолитографии с маской?

3D-печать MSLA работает путем размещения светочувствительной смолы над ЖК-дисплеем и светодиодной матрицей, разделенной тонким слоем фторированного этиленпропиленового (FEP) пластика. Функция ЖК-дисплея — контролировать, где свет может проникать и воздействовать на смолу выше. ЖК-дисплей состоит из отдельных пикселей, которые пропускают свет, когда он выключен, и препятствуют прохождению света, когда он включен. Такое расположение пикселей соответствует форме каждого желаемого слоя. Свет проходит через ЖК-дисплей, позволяя застыть частям смолы между рабочей платформой и листом FEP. Затем сборочная платформа поднимается и позиционируется для следующего слоя. Как и другие методы 3D-печати, процесс продолжается по одному слою за раз, пока деталь не будет завершена. 

Иллюстрация того, как работает 3D-печать MSLA.

Каковы плюсы и минусы MSLA?

В таблице 1 ниже показаны плюсы и минусы MSLA в 3D-печати:

Таблица 1. Плюсы и минусы 3D-печати MSLA

Плюсы

Независимо от толщины слоя, основное преимущество принтеров MSLA заключается в том, что он отверждает весь слой одновременно.

Минусы

Оборудование дорогое. В результате стереолитография не является практическим методом прототипирования для многих предприятий.

Плюсы

В большинстве современных принтеров MSLA используются монохромные ЖК-дисплеи, способные отображать пиксели в оттенках серого по краям. Это обеспечивает встроенные возможности сглаживания, что позволяет получить гладкие печатные поверхности. .

Минусы

Основная проблема MSLA – обращение со смолой. Производство должно производиться в плохо освещенном месте. Это защитит смолу от повреждения или преждевременного отверждения.

Плюсы

В принтерах MSLA используется мало движущихся частей. Печатная платформа перемещается только по оси Z, за исключением версий, которые оснащены наклонной платформой для уменьшения давления при отслаивании.

Минусы

Тот факт, что принтеры MSLA должны использовать смолу, отверждаемую УФ-излучением, ограничивает выбор материалов. Эти материалы не могут сравниться по широте свойств с другими полимерами.

Плюсы

Минусы

Пользователи жалуются на то, насколько беспорядочной может быть печать MSLA. Поскольку неотвержденная смола опасна, пользователи должны носить защитные перчатки при работе с только что напечатанными деталями. Кроме того, вентиляция имеет решающее значение, а печатные изделия необходимо мыть в спиртовом растворе. После стирки они должны находиться под интенсивным ультрафиолетовым светом в течение 5–15 минут, чтобы полностью затвердеть.

Какой материал используется в 3D-печати MSLA?

В процессе 3D-печати MSL используются уникальные фотополимерные смолы, которые затвердевают (отверждаются) под воздействием ультрафиолета. Большинство смол для 3D-печати имеют либо акриловую, либо эпоксидную основу, причем последняя чаще встречается в настольных принтерах. Большинство смол относятся к одной из следующих категорий:

1. Стандартная смола: Стандартные смолы хорошо подходят для печати с высоким разрешением и жесткостью. Они лучше всего подходят для прототипирования.
2. Прочная смола: Прочные смолы сравнимы с термопластом ABS. Они были разработаны для придания печатным деталям хорошей ударопрочности.
3. Прозрачная смола: Прозрачные смолы имеют механические свойства, сравнимые со стандартными смолами. Разница в том, что после небольшой постобработки их можно сделать оптически прозрачными. 
4. Прочная смола: Прочная смола имеет механические свойства, аналогичные полипропилену (ПП). Это гибкий и износостойкий материал, который особенно полезен при создании прототипов потребительских товаров, таких как шаровые шарниры и защелки.

Фотография смол, используемых в 3D-печати.

Как 3D-печать MSLA используется в медицинской промышленности?

3D-печать MSLA используется в процессе биоинженерии тканей. Здесь важны различные составы, позволяющие создавать костные и зубные имплантаты, искусственные сосудистые опоры и каркасы органов. 

Как 3D-печать MSLA используется в ювелирной промышленности?

Отличное разрешение печати MSLA и наличие восковых смол, которые полностью выгорают во время литья, делают его популярным в ювелирной промышленности. Традиционное литье по выплавляемым моделям требует, чтобы ювелиры разрезали твердый модельный воск на сложные формы. Теперь эти формы можно создавать с большей точностью с помощью принтера. Более того, конструкции, которые были бы невозможны с помощью традиционных методов, можно легко реализовать с помощью 3D-принтеров. Дизайнер должен просто заранее построить ювелирное изделие с помощью программного обеспечения САПР. 

Способны ли принтеры MSLA печатать крупные детализированные изделия?

Да, 3D-принтеры MSLA могут создавать большие и сложные предметы, если принтер достаточно большой. 3D-принтер Peopoly Phenom L — идеальный аппарат для такой работы. Это надежный принтер для больших объемов печати, который полезен для мелкосерийного производства и прототипирования. Помимо огромной производительности печати и быстрого времени высыхания, он может эффективно и быстро производить прототипы и детали. Хотя этот принтер предназначен для печати больших деталей, он также может печатать мелкие детали.

В чем разница между MSLA и SLA?

Принтеры SLA и MSLA различаются процессом отверждения смолы. В то время как MSLA использует ЖК-маску для проецирования ультрафиолетового света для закрепления слоев, SLA отслеживает форму каждого слоя, используя вместо этого ультрафиолетовый лазер. Печать с помощью процесса MSLA обычно происходит быстрее, поскольку одна вспышка полимеризационной лампы сразу затвердевает весь слой, чего не может сделать лазер SLA. Это делает MSLA особенно полезным при одновременной печати нескольких моделей.

MSLA развивает SLA, значительно увеличивая скорость печати и одновременно улучшая качество даже на границе сборки. Мы видели успешную реализацию системы LSPc от Nexa3D и Formlabs Form 4

Грег Полсен

Директор по разработке приложений

Сводка

В этой статье был представлен аппарат для маскированной стереолитографии (MSLA), объяснено, что это такое, и обсуждалось, как этот процесс используется в различных отраслях. Чтобы узнать больше о MSLA, свяжитесь с представителем Xometry.

Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей, включая 3D-печать и другие дополнительные услуги для всех ваших потребностей в прототипировании и производстве. Посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше или запросить бесплатное ценовое предложение без каких-либо обязательств.

Отказ от ответственности

Содержимое этой веб-страницы предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или достоверности информации. Любые параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные особенности, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет доставлено сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, желающие получить расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим деталям. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашими положениями и условиями.

Дин МакКлементс

Дин МакКлементс — дипломированный инженер с отличием в области машиностроения с более чем двадцатилетним опытом работы в обрабатывающей промышленности. Его профессиональный путь включает в себя важные должности в ведущих компаниях, таких как Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace и Hyster-Yale, где он развил глубокое понимание инженерных процессов и инноваций.

Прочтите другие статьи Дина МакКлементса



Объяснение формата файла AMF:подробное руководство по 3D-печати Понимание производства ламинированных объектов (LOM) – будущее быстрого прототипирования