Stereolitografia (SLA) Przewodnik po drukowaniu 3D

Wśród wielu procesów drukowania 3D żywicy 3D technologia drukowania stereolitografii (SLA) stała się najczęstszą i popularną ze względu na doskonałą wydajność. Może wytwarzać bardzo precyzyjne, izotropowe, wodoszczelne prototypy i gotowe części, aby zaspokoić różnorodne potrzeby produkcyjne.
Części wyprodukowane przezDrukarki 3D SLA Ma nie tylko serię zaawansowanych właściwości materiałowych, które mogą dostosować się do wymagań użytkowania różnych scenariuszy; Jego doskonałe wykończenie powierzchni sprawia, że ​​tekstura produktu jest delikatna i wykwintna; A jego wyświetlacz funkcji może dokładnie przywrócić szczegóły projektu i zrealizować budowę złożonych konstrukcji. W tym szczegółowym przewodniku będziesz miał głębokie zrozumienie mechanizmu operacyjnegoDrukarki 3D żywicy SLA, zbadaj, dlaczego jest szeroko stosowany przez tysiące profesjonalistów, i wiedz, w jaki sposób drukarki SLA mogą być zintegrowane z twoim przepływem pracy, aby przynieść znaczące korzyści do pracy.



Spis treści
 

1. Co to jest druk SLA 3D?

1.1 Jak działa technologia SLA 3D

2. Krótka historia stereolitografii

3. Drukarki 3D stacjonarne SLA zakłócają rynek

4. SLA 3D Printing Workflow
4.1 Etap
4.2 Etap odcisku
4.3 etap przetwarzania punktu

5. Dlaczego warto wybrać druk SLA 3D?
5.1Prędkość i moc wyjściowa
5.2Wszechstronność materialna
5.3Dokładność i precyzja
5.4Drobne cechy i gładkie wykończenie powierzchni

6. Zastosowania technologii drukowania SLA 3D

7. Materiały do ​​drukowania 3D SLA 3D


1. Co to jest druk SLA 3D?

 

Stereolitografia (znana również jako fotopolimeryzacja VAT lub drukowanie żywicy 3D) to addytywny proces produkcyjny, który wykorzystuje źródło światła do leczenia płynnej żywicy na stwardniały plastik. Drukowanie SLA 3D jest najszybsze, z najwyższą rozdzielczością i dokładnością, najostrzejszymi detalami i najgładniejszym wykończeniem powierzchni w całym polu technologii drukowania 3D. Ponadto technologia drukowania żywicy 3D ma kolejną wyjątkową przewagę - różnorodność materialną. Producenci materiałów opracowali innowacyjne preparaty żywic SLA, które mają szeroką gamę właściwości optycznych, mechanicznych i termicznych, które można w pełni dopasować do standardowych, inżynierskich i termoplasticznych inżynierskich i przemysłowych.
 

Dzięki ciągłemu postępowi sprzętu do drukowania 3D, oprogramowania i materiałów materiałowych technologia SLA stała się bardziej przystępna i dostępna, umożliwiając firmom przekształcenie ich modeli prototypowania, testowania i produkcji. Części drukowane w 3D SLA są szeroko stosowane w różnych branżach, takich jak produkty gotowe, części zastępcze przemysłowe, pomoce produkcyjne, narzędzia itp. Jego gładkie wykończenie powierzchni i ciasne tolerancje sprawiają, że jest to idealny wybór dla zespołów wieloczęściowych, produktów konsumenckich lub części recenzji ostatecznego projektu.


 

Teraz, gdy dostępne są niedrogie i łatwe w użyciu przepływy pracy, firmy o każdej wielkości mają możliwość wprowadzenia wysokiej jakości drukowania 3D. Zastosowanie tej technologii pomogło tysiącom profesjonalistów obniżyć koszty operacyjne, zwiększyć wydajność i stworzyć zupełnie nowe modele biznesowe.

1.1 Jak działa technologia SLA 3D
 

Zasada pracy technologii drukowania SLA 3D oparta jest na wykorzystaniu światła do zestalania ciekłej żywicy w obiekt trójwymiarowy. Konkretną metodą jest odsłonięcie lufy żywicy lub zbiornika żywicy na źródło światła, aby utwardzić żywicę płynną. W tradycyjnych odgórnych drukarkach 3D SLA źródło światła znajduje się nad lufą ciekłej żywicy, a światło napromieniuje płynną żywicę od góry do dołu. W 2011 r. Technologia odwróconej stereolitografii uruchomiona przez współzałożycieli Formlabs Max Lobovsky, David Cranor i Natan Linder obalili tradycyjny układ i umieścili źródło światła poniżej zbiornika żywicy. Podczas pracy przekrój części jest najpierw rysowany na dolnej warstwie żywicy. Wraz ze wzrostem platformy kompilacji żywica cieczy naturalnie przepłynie pod utrwaloną warstwą, aby zakończyć zasypanie warstwy żywicy. Powtarzanie tego procesu może wydrukować złożone obiekty trójwymiarowe.


 

Istnieje wiele innowacji w odwróconej technologii stereolitografii, w tym projekt przezroczysty (ostatecznie elastyczny) zbiornik żywicy dolnej ma ogromne znaczenie. Ten projekt nie tylko umożliwia produkcję większych odwróconych drukarek 3D SLA, ale jej elastyczna powierzchnia może również skutecznie zmniejszyć siłę obierania i poprawić stabilność drukowania i wydajność.
 

Drukarki 3D SLA używają światłoczułych materiałów termoczochłowych - żywice. Gdy żywice SLA są narażone na światło o określonej długości fali, wewnętrzne krótkie łańcuchy molekularne szybko łączą się, a monomery i oligomery polimeryzują w sztywne lub elastyczne kształty geometryczne, aby osiągnąć zestalenie.

W ostatniej dekadzie pojawiły się nowe procesy drukowania 3D żywicy, oparte głównie na rodzaju zastosowanego źródła światła. Wspólne procesy obejmują: stereolitografię laserową (SLA), która wykorzystuje wysoką gęstość energii laserów do dokładnego leczenia żywic; Cyfrowe przetwarzanie światła (DLP), które wykorzystuje cyfrowe urządzenia mikromirrorowe do szybkiego przełączania wzorów światła w celu leczenia żywic; Maska stereolitografia (MSLA, często używana zamiennie z drukowaniem 3D LCD), która wykorzystuje ekran LCD jako maskę do kontrolowania obszaru, w którym światło jest napromieniowane. Na przykład silnik drukowany Low Force ™ (LFD) Formlabs to zaawansowana forma drukowania MSLA 3D.


 

Przepływ pracy w druku SLA 3D jest prosty. Po wydrukowaniu części należy oczyszczyć za pomocą alkoholu lub eteru, aby usunąć nadmiar płynnej żywicy na powierzchni. Następnie, w zależności od materiału, może być wymagany etap po utajaniu, aby ukończyć polimeryzację części i osiągnąć jej optymalne właściwości materiału. Można wykonywać dalsze po leczeniu, takie jak kolorowanie, powłoka lub galwanizacja, aby spełnić określone wymagania dotyczące zastosowań lub estetycznych.

2. Krótka historia stereolitografii


 

Stereolitografia sięga wczesnych lat 80. XX wieku, kiedy japoński badacz dr Hideo Kodama był pionierem nowoczesnej metody warstwowej fotopolimerów za pomocą światła UV, która stała się prototypem stereolitografii. Charles (Chuck) W. Hull następnie wymyślił termin „stereolitografia” i z powodzeniem uzyskał patent na technologię w 1986 r. W tym samym roku założył systemy 3D i oficjalnie komercjalizowaną stereolitografię, otwierając nowy rozdział w swoim zastosowaniu w dziedzinie przemysłowej. Hull opisał technologię jako tworzenie obiektów 3D poprzez ciągłe „drukowanie” cienkich warstw materiałów, które można wyleczyć za pomocą światła UV.
 

Chociaż stereolitografia urodziła się wcześnie, nie była to pierwsza technologia drukowania 3D, która zyskała szeroką popularność. Pod koniec lat 2000., po wygaśnięciu pokrewnych patentów, na rynku pojawiły się małe stopnie modelowanie stopniowego modelowania osadzania (FDM). Po uruchomieniu tej niedrogiej technologii wytłaczania wywołała pierwszą falę powszechnej aplikacji i rozpoznawania technologii drukowania 3D, znacznie rozszerzając zakres aplikacji produkcji addytywnej. Jednak drukarki 3D FDM mają pewne ograniczenia w zaspokajaniu różnych potrzeb zawodowych i nie mogą w pełni obejmować wszystkich scenariuszy aplikacji. Skłoniło to również do ciągłej innowacji technologii stereolitografii w późniejszym rozwoju w celu dostosowania się do bardziej różnorodnych potrzeb.

3. Drukarki 3D stacjonarne SLA zakłócają rynek

 

W rozwoju technologii drukowania 3D,Drukarka 3D SLAprzyniosły zmiany rynkowe. Wcześniej druk 3D o wysokiej rozdzielczości opierał się na dużych systemach przemysłowych, które były kosztowne i zajmowały duży obszar. Drukarki SLA na komputery stacjonarne złamały tę sytuację z ich zwartym ciałem i przystępną ceną, dzięki czemu druk 3D o wysokiej rozdzielczości jest popularny.

Pierwsze odwrócone rozwiązanie stereolitograficzne ma ogromne znaczenie. Umożliwia różnym klientom dostęp do technologii drukowania SLA 3D, a jej prototyp stanowi podstawę do późniejszego rozwoju technologicznego. W 2015 r. Wzrosła liczba kompatybilnych materiałów, pomagając innowacjom w wielu branżach, takich jak projektowanie produktu, produkcja inżynierska, stomatologia i biżuteria. W 2019 r. Zastosowano elastyczny zbiornik żywicy dolnej do zmniejszenia siły obierania, poprawy jakości drukowania i rozszerzenia zakresu zastosowania. Dziś technologia stereolitografii stała się jednym z dojrzałych plastikowych procesów drukowania 3D o silnej konkurencyjności.


4.Sla 3D drukowania przepływ pracy

4.1 Faza design



Użyj oprogramowania CAD lub danych skanowania 3D, aby zaprojektować model 3D i wyeksportować go do formatu STL lub OBJ. Zaimportuj oprogramowanie do przygotowywania drukowania, ustaw parametry i pokrój, takie jak oprogramowanie preform, które może automatycznie generować obsługę i określić kierunek drukowania. Zaawansowani użytkownicy mogą również wydrążyć części technologii SLA w celu zapisywania materiałów.
 

4.2 Faza odcisków


Po zakończeniu projektowania i parametrów oprogramowanie do przygotowania drukowania przesyła dane do drukarki za pośrednictwem sieci, USB lub Ethernet. Wyjmowany zbiornik żywicy i platforma odwróconej drukarki SLA są wygodne do zmiany materiałów i nowego druku.

 

4.3 Faza przetwarzania punktu

Większość drukarek SLA musi ręcznie zeskrobać części, ale platforma kompilacji Flex i Flex L może szybko usunąć części, aby zmniejszyć uszkodzenie. Po usunięciu wyczyść je alkoholem izopropylowym lub eterem i użyj urządzenia do mycia formularza, aby uprościć proces. Niektóre materiały należy po umyciu i wysuszyć. Wyleczenie formy może dokładnie kontrolować temperaturę i światło, aby zapewnić efekt utwardzania. Wreszcie, wsporniki i szlifowanie są usuwane, a części SLA mogą być również przetwarzane, pomalowane lub dalej przetwarzane przez szlifowanie, galwanizację itp., Aby spełnić różne wymagania dotyczące zastosowania.

5. Dlaczego warto wybrać druk SLA 3D?
 

5.1 Prędkość i moc wyjściowa
W technologii drukowania 3D drukowanie SLA 3D jest najszybsze, a utwardzanie SLA napędzane laserowo jest wolniejsze niż DLP lub MSLA. Obsługuje szybką żywicę modelu, z prędkością 100 mm/godzinę i można ją wydrukować w ciągu dwóch godzin, z wieloma iteracji dziennie. Może osiągnąć projekt i produkcję wielkości człowieka, a większość kompilacji zakończyła się w ciągu sześciu godzin, a produkcja duża lub partii może zostać zakończona w ciągu jednego dnia.
 

 

5.2 Wszechstronność materialna
Materiały do ​​drukowania 3D SLA są bogate, z setkami formuł żywicy, które można wypełnić materiałami pomocniczymi, biorąc pod uwagę różne właściwości mechaniczne i twardość, obejmując materiały w wielu branżach. Producenci drukarek mają samokształcony, otwartą platformę lub białą etykietę. Chociaż różnią się od tradycyjnych termoplastów, istnieją żywice SLA odpowiednie do prawie każdej aplikacji.

 

5.3 Dokładność i precyzja
Precyzja i dokładność mają kluczowe znaczenie dla różnych branż, a drukowanie SLA jest jednym z precyzyjnych rozwiązań drukowania 3D. Dokładność odnosi się do stopnia dopasowania do wielkości modelu CAD, a precyzja to stopień powtarzanej produkcji tej samej wielkości. Dokładność profesjonalnych drukarek SLA 3D jest między standardowym a drobnym przetwarzaniem, a także ma wpływ źródło światła, jakość komponentów, kalibracja projektowania inżynierii i materiały. Sztywne materiały są dokładniejsze. , może drukować z wysoką precyzją, podgrzewane zamknięte środowisko i drukowanie o niskiej temperaturze zmniejszają wpływ rozszerzania i skurczu cieplnego, a silnik drukowania LFD i siła o niskiej obierania zapewniają dokładność części.

 

5.4 Drobne elementy i gładkie wykończenie powierzchniowe
Drukarki 3D SLA są punktem odniesienia do produkcji gładkich powierzchni i drobnych funkcji. Powierzchnia drukowanych części jest gładka, prawie bez linii warstwowych i nie wymaga dużo przetwarzania po przetwarzaniu. Wygląd jest porównywalny z tradycyjną produkcją. W porównaniu z FDM i SLS, SLA może osiągnąć drobniejsze funkcje i mniejsze rozmiary, dokładniejszą kontrolę światła oraz może wydrukować małe funkcje i cienkie ściany.

6. Zastosowania technologii drukowania SLA 3D
Części z żywicy w 3D przyspieszają firmy innowacyjne i wspierają firmy w różnych branżach z zaawansowanymi materiałami, wysokimi precyzjami i wygodnymi procesami. Zmniejszone koszty sprawiają, że bardziej ekonomiczne i łatwe do rozszerzenia, a aplikacje końcowe i masowe dostosowywanie stają się coraz bardziej powszechne.
 

1. Produkcja



W porównaniu z tradycyjnym produkcją producenci używają drukowania 3D do tworzenia prototypowych narzędzi, niestandardowych narzędzi, form i pomocy produkcyjnych w celu zmniejszenia kosztów i czasu zwrotu, optymalizacji procesów produkcyjnych oraz poprawy jakości i wydajności. Pokrycie pomocy produkcyjnych (przyrząd i urządzeń), szybkie tworzenie pleśni (wtrysk, naciśnięcie na gorąco, silikon, formowanie ciosu), odlew metalowy, mała partia i spersonalizowana produkcja na dużą skalę.

 

2. Motoryzacyjny



Przemysł motoryzacyjny wykorzystuje technologię drukowania SLA 3D do wytwarzania różnych części w całym procesie, od modeli koncepcyjnych po części posprzedażne, obejmujące szybkie prototypowanie (modele koncepcyjne, funkcjonalne prototypowe produkcję, testowanie weryfikacji), szybkie tworzenie pleśni, pomoc produkcyjną i gotowe, poopatrzone i wolne oddziały.
 

3. Aerospace

Części drukowane 3D SLA są wykorzystywane do testowania przestrzeni, produkcji i testowania lotnictwa komercyjnego, prototypowania i produkcji w branży lotniczej. Zastosowano do szybkiego prototypowania (testowanie tunelu aerodynamicznych), szybkiego produkcji pleśni, pomocy produkcyjnych oraz gotowych, wymiany i niestandardowych części.

4. Stomatologia



Cyfrowa stomatologia wykorzystuje druk 3D w celu zmniejszenia ryzyka i dostarczania bardzo precyzyjnych dostosowanych produktów i instrumentów, w tym modeli koron i mostów, wyrównników i modeli ustalających Holley, przewodników chirurgicznych, szyn i podkładek, modele do odlewania i prasowania oraz protezy.
 

5. Medical
 

Profesjonalna technologia drukowania 3D na komputerze pomaga lekarzom w dostarczaniu spersonalizowanych planów leczenia i sprzętu, oszczędzania czasu i kosztów oraz jest stosowana do modeli anatomicznych, urządzeń medycznych i instrumentów chirurgicznych, ortezy i uzupełnień do planowania chirurgicznego.
 

6. Biżuteria



Przemysł biżuterii wykorzystuje druk CAD i 3D do szybkiego prototypowania, aby zaspokoić potrzeby klientów i wytwarzać gotowe produkty, które można odlewać bezpośrednio, które są stosowane do odlewania utraconego wosku (odlewanie inwestycyjne), spersonalizowane prototypy wysokiej jakości oraz główne formy do formowania gumowego.

7. Materiały do ​​drukowania 3D SLA 3D
 

Żywice inżynierskie

W dziedzinie inżynierii i produkcji wydajność materiału jest związana z jakością produktu i wydajnością produkcji. Jako wysoce wypełniony materiał żywica Xinshan może pozostać stabilna i nie deformować, gdy jest poddawana ogromnym obciążeniom. Jest to idealny wybór do zastosowań o wysokich wymaganiach dotyczących sztywności, takich jak formowanie wtryskowe, zapewniające gwarancję produkcji części przemysłowych o wysokiej precyzyjnej i wysokiej wytrzymałości. Żywice inżynierskie Xinshan są sformułowane dla złożonych potrzeb i przewyższają wspólne materiały, takie jak ABS, silikon i PEEK. Linia produktów jest bogata, w tym sztywne materiały o wysokiej twardości, odporne na uderzenie materiały stałe, elastyczne materiały oporne na zginanie, specjalne żywice funkcjonalne, takie jak antytatyczne i retardant płomienia, a także najnowocześniejsze materiały technologiczne, takie jak drukowanie ceramiczne i silikonowe 3D, rozszerzając granice remontu seryjnego 3D, wspomaganie nowych zastosowań, upraszczanie procesów i testowania pola.
 

Żywice dentystyczne

Xinshan Dental Resins zrewolucjonizowały pole dentystyczne i mogą szybko wytwarzać urządzenia biokompatybilne, takie jak przezroczyste wyrównniki i przewodniki chirurgiczne, a także mogą zapewniać wysokiej jakości rozwiązania do zaawansowanych zastosowań wewnątrzustnych, takich jak pełne protezy. Xinshan tworzy usprawniony i zintegrowany przepływ pracy dla specjalistów dentystycznych, a każdy link jest starannie zaprojektowany w celu zapewnienia produkcji precyzyjnych części bez żmudnych korekt i kalibracji.
 

Żywice biżuterii

W branży biżuterii dostosowywanie i udoskonalenie są kluczowe, a żywice biżuterii są kluczowymi materiałami do niestandardowego prototypowania biżuterii i produkcji. Nowe żywice biżuterii górskiej Przywracaj szczegóły dobrze i mogą odtwarzać wyraźne wkładki, ostre wkładki pazurów itp. Kupcy wszystkich rozmiarów mogą użyć go do produkcji utworów próbnych, obsadzenia niestandardowych biżuterii lub mistrzów pleśni wielokrotnego użytku, aby zaspokoić spersonalizowane potrzeby, zmniejszyć koszty i promować innowacje w branży biżuterii.

 

Dzięki swoim unikalnym zaletom technologia drukowania SLA 3D zaczęła się zakorzenić w wielu branżach i znacznie promowała zmiany innowacji i produkcji. Patrząc w przyszłość, wraz z ciągłym postępem sprzętu, oprogramowania i materiałów materialnych, oczekuje się, że dokładność, szybkość i różnorodność materiałów SLA 3D będzie dalej ulepszona, a koszty będą nadal zmniejszać. Ta technologia rozszerzy również swoją aplikację w bardziej pojawiających się dziedzinach i stworzy więcej możliwości. Uważam, że w najbliższej przyszłości technologia drukowania SLA 3D będzie promować rozwój społeczny, tak jak dzisiejsza tradycyjna technologia produkcyjna i pomoże różnym branżom osiągnąć nowy wyżyny.