Stereolitografia (SLA) 3D -tulostusopas

Monien hartsista 3D -tulostusprosesseista stereolitografia (SLA) 3D -tulostustekniikka on tullut yleisimmän ja suosituimmaksi sen erinomaisen suorituskyvyn vuoksi. Se voi tuottaa tarkkaa, isotrooppista, vesitiiviitä prototyyppejä ja valmiita osia monipuolisten tuotantotarpeiden tyydyttämiseksi.
OsatSLA 3D -tulostimet ei ole vain sarja edistyneitä materiaaliominaisuuksia, jotka voivat sopeutua eri skenaarioiden käyttövaatimuksiin; Sen erinomainen pinta tekee tuotteesta tekstuurin herkän ja hienon; ja sen hieno ominaisuuden näyttö voi palauttaa tarkasti suunnittelutiedot ja toteuttaa monimutkaisten rakenteiden rakentamisen. Tässä yksityiskohtaisessa oppaassa sinulla on syvä käsitys toimintamekanismistaSLA -hartsin 3D -tulostimet, Tutustu siihen, miksi tuhannet ammattilaiset käyttävät sitä laajalti sitä laajasti, ja tiedä, kuinka SLA -tulostimet voidaan integroida työnkulkuosi saadaksesi merkittäviä etuja työhösi.



Sisällysluettelo
 

1. Mikä on SLA 3D -tulostus?

1.1 Kuinka SLA 3D -tekniikka toimii

2. Lyhyt stereolitografian historia

3. Pöytätietokone SLA 3D -tulostimet häiritsevät markkinoita

4. SLA 3D -tulostustyönkulku
4.1Design -vaihe
4.2Pranking -vaihe
4.3-Postin prosessointivaihe

5. Miksi valita SLA 3D -tulostus?
5.1Nopeus ja lähtö
5.2Aineellinen monipuolisuus
5.3Tarkkuus ja tarkkuus
5.4Hienot ominaisuudet ja sileä pintapinta

6. SLA 3D -tulostustekniikan sovellukset

7. SLA 3D -tulostusmateriaalit


1. Mikä on SLA 3D -tulostus?

 

Stereolitografia (tunnetaan myös nimellä alv -fotopolymerointi tai hartsin 3D -tulostus) on lisäaineiden valmistusprosessi, joka käyttää valonlähdettä nestekertsin parantamiseksi kovettuneeseen muoviin. SLA 3D -tulostus on nopein, korkeimmalla resoluutiolla ja tarkkuudella, terävimmät yksityiskohdat ja tasaisin pintapinta koko 3D -tulostustekniikan kentällä. Lisäksi hartsin 3D -tulostustekniikassa on toinen erinomainen etu - materiaalimuotoisuus. Materiaalivalmistajat ovat kehittäneet innovatiivisia SLA -hartsimuotoisia formulaatioita, joilla on laaja valikoima optisia, mekaanisia ja lämpöominaisuuksia, jotka voidaan täysin sovittaa standardi-, tekniikka- ja teollisuustermitasioihin.
 

3D -tulostuslaitteiden, ohjelmistojen ja materiaalitieteiden jatkuvan edistymisen myötä SLA -tekniikka on tullut edullisemmaksi ja helpommaksi, jolloin yritykset voivat muuttaa prototyyppi-, testaus- ja tuotantomalleja. SLA 3D -painettuja osia on käytetty laajasti eri toimialoilla, kuten valmiiden tuotteiden valmistus, teollisuuden varaosat, valmistustutkimukset, työkalut jne. Sen sileä pinta ja tiukka toleranssit tekevät siitä ihanteellisen valinnan moniosaisille kokoonpanoille, kuluttajatuotteille tai lopullisille suunnittelukatsausosille.


 

Nyt kun on saatavana edullisia ja helppokäyttöisiä työnkulkuja, kaiken kokoisilla yrityksillä on mahdollisuus tuoda korkealaatuinen 3D-tulostus talossa. Tämän tekniikan soveltaminen on auttanut tuhansia ammattilaisia ​​vähentämään toimintakustannuksia, lisäämään tehokkuutta ja luomaan täysin uusia liiketoimintamalleja.

1.1 Kuinka SLA 3D -tekniikka toimii
 

SLA 3D -tulostustekniikan toimintaperiaate perustuu valon käyttöön nestekertsin kiinteyttämiseksi kolmiulotteiseen esineeseen. Erityinen menetelmä on paljastaa hartsitynnyri tai hartsisäiliö valonlähteelle nestekertsin kovettumiseksi. Perinteisissä ylhäältä alaspäin suuntautuvissa SLA 3D -tulostimissa valonlähde sijaitsee nestemäisen hartsin tynnyrin yläpuolella, ja valo säteilee nestemäisen hartsin ylhäältä alas. Vuonna 2011 FormLabsin perustajat Max Lobovsky, David Cranor ja Natan Linder käynnistivät käänteinen stereolitografiatekniikka, jonka ovat käynnistäneet perinteisen asettelun ja asettivat valonlähteen hartsisäiliön alle. Työskennellessään osan poikkileikkaus on ensin piirretty pohjahartsikerrokseen. Rakennusalustan noustessa nestekerenkin virtaa luonnollisesti jähmettyneellä kerroksen alla hartsikerroksen täyttöä varten. Tämän prosessin toistaminen voi tulostaa monimutkaisia ​​kolmiulotteisia esineitä.


 

Käänteisessä stereolitografiatekniikassa on monia innovaatioita, joista läpinäkyvän (lopulta joustavan) alahartsisäiliön suunnittelulla on suuri merkitys. Tämä malli ei vain mahdollista valmistaa suurempia käänteisiä SLA 3D -tulostimia, vaan sen joustava pinta voi myös vähentää kuorintavoimaa tehokkaasti ja parantaa tulostuksen vakautta ja tehokkuutta.
 

SLA 3D -tulostimet käyttävät valoherkkiä lämpökovettumista materiaaleja - hartsit. Kun SLA -hartsit altistetaan tietyn aallonpituuden valolle, sisäiset lyhyet molekyyliketjut yhdistyvät nopeasti, ja monomeerit ja oligomeerit polymeroivat jäykäiksi tai joustaviksi geometrisiksi muodoiksi jähmennyksen saavuttamiseksi.

Viimeisen vuosikymmenen aikana on syntynyt uusia hartsin 3D -tulostusprosesseja, pääasiassa käytetyn valonlähteen tyypin perusteella. Yleisiä prosesseja ovat: laservetoinen stereolitografia (SLA), joka käyttää laserien suurta energiatiheyttä hartsien tarkasti; Digitaalinen valonkäsittely (DLP), joka käyttää digitaalisia mikromirrorilaitteita vaihtamaan kevyitä kuvioita hartsien parantamiseksi; Maski -stereolitografia (MSLA, jota käytetään usein keskenään LCD 3D -tulostuksen kanssa), joka käyttää LCD -näyttöä maskina hallitakseen aluetta, jolla valo säteilytetään. Esimerkiksi FormLabsin Low Force Display ™ (LFD) -prosessoottori on MSLA 3D -tulostuksen edistynyt muoto.


 

SLA 3D -tulostustyö on yksinkertainen. Tulostamisen jälkeen osat on puhdistettava alkoholilla tai eetterillä ylimääräisen nesteen hartsin poistamiseksi pinnalle. Myöhemmin materiaalista riippuen voidaan tarvita jälkikäteen suoritettava askel osan polymeroinnin loppuun saattamiseksi ja sen optimaalisten materiaalien ominaisuuksien saavuttamiseksi. Lisäkäsittelyjä, kuten väritys, pinnoite tai elektrolanointi, voidaan suorittaa tiettyjen sovellusten tai esteettisten vaatimusten täyttämiseksi.

2. Lyhyt stereolitografian historia


 

Stereolitografia juontaa juurensa 1980 -luvun alkupuolella, kun japanilainen tutkija tohtori Hideo Kodama oli edelläkävijä modernin kerroksen menetelmää fotopolymeerien parantamiseksi UV -valolla, josta tuli stereolitografian prototyyppi. Charles (Chuck) W. Hull loi sitten termin "stereolitografia" ja sai menestyksekkäästi patentin tekniikalle vuonna 1986. Samana vuonna hän perusti 3D -järjestelmät ja virallisesti kaupallistuneen stereolitografian avaamalla uuden luvun sovellukseen teollisuusalalla. Hull kuvaili tekniikan luomalla 3D -esineitä "tulostamalla jatkuvasti" ohuet materiaalikerrokset, jotka voidaan parantaa UV -valolla.
 

Vaikka stereolitografia syntyi varhain, se ei ollut ensimmäinen 3D -tulostustekniikka, joka sai laajan suosion. 2000-luvun lopulla, kun siihen liittyvät patentit vanhentuivat, pienimuotoiset sulatettujen laskeutumismallinnuksen (FDM) 3D-tulostimet ilmestyivät markkinoille. Kun tämä edullinen suulakepuristustekniikka käynnistettiin, se laukaisi ensimmäisen laajalle levinneen sovelluksen ja 3D -tulostustekniikan tunnistamisen laajentaen huomattavasti lisäaineiden valmistuksen sovellusaluetta. FDM 3D -tulostimilla on kuitenkin tiettyjä rajoituksia vastaamaan erilaisia ​​ammatillisia tarpeita, eivätkä ne voi kattaa kaikkia sovellusskenaarioita kokonaan. Tämä sai myös stereolitografiatekniikan jatkuvan innovaation myöhemmässä kehityksessä sopeutumaan monipuolisempiin tarpeisiin.

3. Pöytätietokone SLA 3D -tulostimet häiritsevät markkinoita

 

3D -tulostustekniikan kehittämisessä,Työpöydän SLA 3D -tulostinovat aiheuttaneet markkinamuutoksia. Aikaisemmin korkearesoluutioinen 3D-tulostus luottaa suuriin teollisuusjärjestelmiin, jotka olivat kalliita ja miehittäneet suuren alueen. Pöytätietopöytä SLA-tulostimet rikkoivat tämän tilanteen kompaktilla rungolla ja edullisella hinnalla, mikä teki korkean resoluution 3D-tulostuksesta suositun.

Ensimmäisellä käänteisella stereolitografiaratkaisulla on suuri merkitys. Se antaa erilaisille asiakkaille mahdollisuuden käyttää SLA 3D -tulostustekniikkaa, ja sen prototyyppi on perusta seuraavalle teknologiselle kehitykselle. Vuonna 2015 yhteensopivien materiaalien määrä kasvoi, mikä auttoi innovaatioita useilla teollisuudenaloilla, kuten tuotesuunnittelu, tekniikan valmistus, hammaslääketiede ja korut. Vuonna 2019 joustavaa pohjahartsisäiliötä käytettiin vähentämään kuorintavoimaa, tulostamisen laadun parantamiseksi ja sovelluksen laajuuden laajentamiseksi. Nykyään stereolitografiatekniikasta on tullut yksi kypsistä muovisista 3D -tulostusprosesseista, joilla on vahva kilpailukyky.


4.SLA 3D -tulostustyönkulku

4.1Design -vaihe



Käytä CAD -ohjelmistoa tai 3D -skannaustietoja suunnitellaksesi 3D -mallin ja vie se STL- tai OBJ -muotoon. Tuo tulostusvalmistusohjelmisto, aseta parametrit ja viipaloi IT, kuten esimuoto -ohjelmisto, joka voi automaattisesti luoda tuet ja määrittää tulostussuunta. Edistyneet käyttäjät voivat myös peittää SLA -tekniikan osat materiaalien säästämiseksi.
 

4.2Pantointivaihe


Kun suunnittelu- ja parametriasetus on valmis, tulostusvalmistusohjelmisto lähettää tietoja tulostimeen verkon, USB: n tai Ethernet -palvelun kautta. Käänteisen SLA -tulostimen irrotettava hartsisäiliö ja alusta ovat käteviä materiaalien ja uuden tulostuksen vaihtamiseen.

 

4.3-Postin prosessointivaihe

Useimpien SLA -tulostimien on raapia käsin osia manuaalisesti, mutta rakennusalusta Flex ja Flex L voi nopeasti poistaa osat vaurioiden vähentämiseksi. Poistumisen jälkeen puhdista ne isopropyylialkoholilla tai eetterillä ja käytä Form Wash -laitetta prosessin yksinkertaistamiseksi. Jotkut materiaalit on postitettava pesun ja kuivumisen jälkeen. Form Cure voi hallita lämpötilaa ja valoa tarkasti kovetusvaikutuksen varmistamiseksi. Lopuksi, tuki- ja jauhatusmerkit poistetaan, ja SLA -osat voidaan myös käsitellä, maalata tai edelleen käsitellä hiomalla, elektrolointia jne. Erilaisten sovellusvaatimusten täyttämiseksi.

5. Miksi valita SLA 3D -tulostus?
 

5.1 Nopeus ja lähtö
3D-tulostustekniikassa SLA 3D -tulostus on nopein ja laservetoinen SLA-kovetus on hitaampaa kuin DLP tai MSLA. Tukee nopeaa mallihartsia, nopeudella 100 mm/tunti, ja se voidaan tulostaa kahdessa tunnissa, useilla iteraatioilla päivässä. Se voi saavuttaa ihmisen kokoisen suunnittelun ja valmistuksen, ja suurin osa rakennuksista on valmis kuuden tunnin sisällä, ja suuret tai erätuotanto voidaan suorittaa yhden päivän kuluessa.
 

 

5.2 Materiaalin monipuolisuus
SLA 3D -tulostusmateriaalit ovat rikkaita, satoja hartsikaavoja, jotka voidaan täyttää apumateriaaleilla, ottaen huomioon erilaiset mekaaniset ominaisuudet ja kovuus, kattaen materiaalit useilla toimialoilla. Tulostimen valmistajilla on itse valmistettu, avoin alusta tai valkoinen etikettitilat. Vaikka SLA -hartsit ovat erilaisia ​​perinteisistä kestomuovista, se on soveltuvia melkein jokaiseen sovellukseen.

 

5.3 Tarkkuus ja tarkkuus
Tarkkuus ja tarkkuus ovat kriittisiä eri toimialoille, ja SLA-tulostus on yksi tarkkaan 3D-tulostusratkaisuista. Tarkkuus tarkoittaa CAD -mallin koon kanssa sovittamisastetta, ja tarkkuus on samankokoisen toistuvan tuotannon aste. Ammattimaisten SLA 3D -tulostimien tarkkuus on vakio- ja hienojen prosessointien välillä, ja siihen vaikuttaa valonlähde, komponenttien laatu, tekniikan suunnittelun kalibrointi ja materiaalit. Jäykät materiaalit ovat tarkempia. , voi tulostaa suurella tarkkuudella, lämmitetyllä suljetulla ympäristöllä ja matalan lämpötilan tulostuksella vähentää lämpölaajennuksen ja supistumisen vaikutuksia, ja LFD-tulostusmoottori ja matala kuorintavoima varmistavat osien tarkkuuden.

 

5.4 Hienot ominaisuudet ja sileä pintapinta
SLA 3D -tulostimet ovat vertailukohta sileiden pintojen ja hienojen ominaisuuksien valmistukseen. Tulostettujen osien pinta on sileä, melkein ilman kerrosviivoja, eikä se vaadi paljon jälkikäsittelyä. Ulkonäkö on verrattavissa perinteiseen valmistukseen. Verrattuna FDM: ään ja SLS: ään, SLA voi saavuttaa hienompia ominaisuuksia ja pienempiä kokoja, tarkempi valonhallinta ja voi tulostaa pieniä ominaisuuksia ja ohuita seiniä.

6. SLA 3D -tulostustekniikan sovellukset
Hartsi 3D -painetut osat nopeuttavat innovaatio- ja tukiyrityksiä eri toimialoilla edistyneillä materiaaleilla, erittäin tarkkuus ja kätevät prosessit. Alennetut kustannukset tekevät siitä taloudellisemman ja helpomman laajentamisen, ja loppukäyttösovellukset ja massan räätälöinti ovat yleistymässä.
 

1. Valmistus



Perinteiseen valmistukseen verrattuna valmistajat käyttävät 3D -tulostusta prototyyppityökalujen, räätälöityjen työkalujen, muottien ja valmistusten valmistukseen kustannusten ja käännösajan vähentämiseksi, tuotantoprosessien optimoimiseksi ja laadun ja tehokkuuden parantamiseksi. Valmistusapuvälineiden (jigit ja kalusteet), nopean muotin valmistus (ruiskutus, kuuma puristus, silikoni, puhallusmuovaus), metallivalu, pieni erä ja laajamittainen räätälöity tuotanto.

 

14. Automotive



Autoteollisuus käyttää SLA 3D -tulostustekniikkaa eri osien valmistukseen koko prosessissa, konseptimalleista myynnin jälkeisiin osiin, mukaan lukien nopea prototyyppien aiheuttaminen (konseptimallit, toiminnallinen prototyyppien valmistus, todentamisen testaus), nopean muotinvalmistuksen, valmistustutkimuksen ja valmiiden, myynnin jälkeiset ja räätälöidyt osat.
 

3. Ilmailutila

SLA 3D -painettuja osia käytetään avaruustestaukseen, kaupalliseen ilmailun valmistukseen ja testaamiseen, prototyyppien määrittämiseen ja valmistukseen ilmailualan teollisuudessa. Sovelletaan nopeaan prototyyppiin (tuulitunnelitestaus), nopeaan muotinvalmistukseen, valmistusapuvälineisiin ja valmiiksi, vaihto- ja räätälöityihin osiin.

4. hammaslääketiede



Digitaalinen hammaslääketiede käyttää 3D-tulostusta riskien vähentämiseen ja tarkkaan räätälöityjen tuotteiden ja instrumenttien tarjoamiseen, mukaan lukien kruunu- ja siltamallit, selkeät kohdistajat ja Holley-kiinnitysmallit, kirurgiset oppaat, silmät ja purematyynyt, valu- ja puristamismallit sekä hammasproteesit.
 

5. Lääketiede
 

Ammattimainen työpöytä 3D -tulostustekniikka auttaa lääkäreitä tarjoamaan räätälöityjä hoitosuunnitelmia ja -laitteita, säästää aikaa ja kustannuksia, ja niitä sovelletaan anatomisiin malleihin, lääkinnällisiin laitteisiin ja kirurgisiin instrumentteihin, ortonetiikkaan ja palautuksiin kirurgiseen suunnitteluun.
 

6. Korut



Koruteollisuus käyttää CAD- ja 3D-tulostusta nopeaan prototyyppiin asiakkaiden tarpeiden tyydyttämiseksi ja valmiiden tuotteiden tuottamiseksi, jotka voidaan valmistaa suoraan, joita käytetään kadonneisiin vahavaluihin (sijoitusvalu), räätälöityihin erittäin uskollisiin prototyyppeihin ja kumisuittien päämuotteihin.

7. SLA 3D -tulostusmateriaalit
 

Tekniikan hartsit

Suunnittelun ja valmistuksen alalla materiaalin suorituskyky liittyy tuotteiden laatuun ja tuotannon tehokkuuteen. Korkeasti lasillinen materiaalina Xinshan-hartsi voi pysyä vakaana eikä epämuodostumassa, kun niille kohdistuu valtavia kuormia. Se on ihanteellinen valinta sovelluksille, joilla on suuret jäykkyysvaatimukset, kuten ruiskuvalu, mikä tarjoaa takaa korkean tarkkuuden ja erittäin lujuuden teollisuusosien valmistukselle. Xinshan Engineering -hartsit on muotoiltu monimutkaisten tarpeiden suhteen ja ylittää yleiset materiaalit, kuten ABS, silikoni ja kurkistus. Tuotelinja on rikas, mukaan lukien suuret jäykät materiaalit, iskunkestävät kiinteät materiaalit, taivutuskeskeiset joustavat materiaalit, erityiset toiminnalliset hartsit, kuten antisistaattiset ja liekinlämpötilat, sekä huippuluokan teknologiamateriaalit, kuten keraaminen ja silikoni 3D-tulostus, laajentamalla työpöydän 3D-tulostuksen rajoja, yksinkertaistavat prosesseja ja kenttätestausta.
 

Hammashartsit

Xinshan-hammaslääkärihartsit ovat mullistaneet hammaslääketieteen ja voivat nopeasti valmistaa bioyhteensopivia laitteita, kuten läpinäkyviä kohdistajia ja kirurgisia oppaita, ja ne voivat myös tarjota korkealaatuisia ratkaisuja edistyneisiin intraoraalisiin sovelluksiin, kuten täydet hammasproteesit. Xinshan luo virtaviivaisen ja integroidun työnkulun hammaslääkäreille, ja jokainen linkki on suunniteltu huolellisesti varmistamaan tarkkojen osien tuotanto ilman tylsiä säätöjä ja kalibrointeja.
 

Koruhartsit

Koruteollisuudessa räätälöinti ja hienosäätö ovat avainasemassa, ja korurartsit ovat keskeisiä materiaaleja räätälöityihin korujen prototyyppiin ja tuotantoon. Uudet vuorikorut hartsit palauttavat yksityiskohdat hyvin ja voivat toistaa selkeät inukot, terävät kynsien inlay jne. Kaiken kokoiset kauppiaat voivat käyttää sitä koekappaleiden, valmistaakseen mukautettuja koruja tai uudelleenkäytettäviä muotimestareita asiakkaille henkilökohtaisten tarpeiden tyydyttämiseksi, kustannusten vähentämiseksi ja koruteollisuuden innovaatioiden edistämiseksi.

 

Ainutlaatuisilla eduillaan SLA 3D -tulostustekniikka on juurtunut monilla toimialoilla ja edistänyt huomattavasti innovaatioita ja tuotantomuutoksia. Tulevaisuuteen tarkastelemalla SLA 3D -tulostuksen odotetaan edelleen, että laitteisto-, ohjelmisto- ja materiaalitieteen jatkuvaa kehitystä on parannettavan edelleen, ja kustannukset vähenevät edelleen. Tämä tekniikka laajentaa sovellustaan ​​myös kehittyvillä aloilla ja luo enemmän mahdollisuuksia. Uskon, että lähitulevaisuudessa SLA 3D -tulostustekniikka edistää sosiaalista kehitystä, kuten nykypäivän perinteinen valmistustekniikka ja auttaa erilaisia ​​toimialoja saavuttamaan uusia korkeuksia.