مروری بر فناوری استریولیتوگرافی (SLA) پرینت سه بعدی

به روز رسانی شده در: 07 آذر 1402
زمان مورد نیاز برای مطالعه: 9 دقیقه
 مروری-بر-فناوری-استریولیتوگرافی-(SLA)-پرینت-سه-بعدی

این مقاله همه ی چیزهایی را که باید در مورد استریولیتوگرافی بدانید، خلاصه می کند؛ از جمله نحوه ی عملکرد، مواد سازگار با آن و همچنین مزایا و محدودیت های SLA به عنوان یک فناوری پرینت سه بعدی.

مقدمه

استریولیتوگرافی (SLA) متعلق به دسته ­ی پلیمریزاسیون مخزنی پرینت سه بعدی بوده و از رزین­ های سبک، گرماسخت و قابل فرآوری برای ساخت قطعات استفاده می ­کند. SLA یک فناوری پرینت سه بعدی قدرتمند بوده و قطعات بسیار دقیق و با وضوح بالایی را تولید می ­کند که می ­توانند مستقیما در مصرف نهایی، تولید با حجم پایین و یا برای نمونه­ سازی سریع استفاده شوند.

استریولیتوگرافی چگونه کار می­ کند؟

پرینتر SLA از چهار بخش اصلی تشکیل شده است:

·       مخزنی پر از رزین که معمولا یک پلاستیک مایع شفاف است.

·       یک پلتفرم سوراخ شده در مخزن رزین غوطه­ور است. بسته به فرآیند پرینت، می‌توان آن را در مخزن پایین برده و در جهت Z به بالا و پایین حرکت داد.

·       یک لیزر فرابنفش پرقدرت

·       یک واحد کنترل کامپیوتری که هم پلتفرم و هم حرکات لیزر UV را کنترل می­ کند.

فرآیند رزین

فرآیند SLA

پس از ورود داده ­های CAD به سیستم، فرآیند پرینت استریولیتوگرافی مراحل بعدی را دنبال می ­نماید:

·       مرحله 1 - لیزر UV اولین لایه ­ی پرینت را روی رزین حساس به نور می ­کشد. هر جا که لیزر می­ تابد، مایع عکس منجمد می ­شود. لیزر، با توجه به طراحی، به مختصات مناسب هدایت می­ شود.

·       مرحله 2 - پس از اولین لایه، پلتفرم با توجه به ضخامت لایه (حدود 0.1 میلی­متر) بلند شده و رزین اضافی می­ تواند زیر قسمت چاپ شده جریان یابد. سپس لیزر قسمت بعدی را منجمد نموده و این روند تا زمانی که کل قطعه کامل شود، تکرار می­ گردد. رزینی که توسط لیزر لمس نشده، دست نخورده باقی می­ ماند و مجددا قابل استفاده خواهد بود.

·       مرحله 3 - پس از اتمام ساخت قطعه، پلتفرم از مخزن رزین خارج شده و رزین اضافی نیز تخلیه می­ گردد. در پایان فرآیند، مدل از روی پلتفرم خارج شده، رزین اضافی با الکل شسته می­ شود و سپس برای فرآوری نهایی در کوره­ ی UV قرار می­ گیرد. فرآوری پس از عمل چاپ، اجسام را قادر می­ سازد تا به بالاترین استحکام ممکن رسیده و پایدارتر شوند.

·       مرحله 4 سازه ­های پشتیبانی در طول فرآیند پس­ پردازش حذف می­ شوند.

مواد پرینت سه بعدی SLA

در میان پرکاربردترین مواد برای SLA، موارد زیر را ارائه می شوند:

·       پلاستیک ­های سخت: مانند ABS SL 7820، ماده ­ی PC مانند شفاف و مقاوم در برابر حرارت، پلی­ پروپیلن و ...

·       لاستیک­ های سیلیکونی: مانند True Silicone

مزایای استریولیتوگرافی

SLA یکی از مطمئن ­ترین و دقیق ­ترین روش­ های پرینت سه بعدی جهت نمونه­ سازی و همچنین برای کاربردهای صنعتی با وضوح بالا است. این فرآیند مزایایی دارد که آن را منحصر به فرد می ­سازد.

SLA جزئیات دقیق و دقت بالایی را ارائه می ­دهد

ضخامت لایه­ ی به‌دست‌آمده به کمک استریولیتوگرافی بسیار کمتر است (0.05 تا 0.10 میلی‌متر) و با پرتو لیزر بسیار باریک، می‌توان اجزای پیچیده­ ی کوچک را با پرداخت بسیار واقعی به دست آورد. همچنین می ­توان قطعات کوچک با وضوح بالا و قطعات بزرگتر را نیز تا اندازه ­ی دو متر و با حفظ دقت بالا و تلرانس­ های دقیق ایجاد نمود.

پرینت قطعه SLA

  قطعه­ ی SLA چاپ شده 

استریولیتوگرافی برای طرح­ های پیچیده مناسب است

اگرچه SLA از سازه ­های پشتیبانی استفاده می ­کند، اما برای طرح ­های پیچیده نیز مناسب است؛ زیرا برخلاف همتایان خود مانند SLS و MJF که از پودر استفاده می­ کنند، از رزین بهره می­ برد. استفاده از رزین به طراحی سیالیت بخشیده و دستیابی به اجزای داخلی پیچیده را تسهیل می­ نماید.

قطعات SLA پرداخت سطح صافی دارند

از آنجایی که SLA از مواد رزینی استفاده می­ کند، پرداخت سطح شیشه مانند خواهد بود و می ­تواند جایگزین نمونه ­های اولیه­ ی معمولی ساخته شده به وسیله­ ی MJF یا SLS شود. به دلیل پرداخت سطح و وضوح بالا، جزئیات خارجی و داخلی کاملا قابل مشاهده خواهند بود. همچنین برای ساخت نمونه ­های اولیه ی کاربردی جهت ارائه­ ی یک نمای کلی مناسب به نظر می­ رسد.

کیفیت سطح فناوری ها

  مقایسه­ ی پرداخت سطح: FDM  (چپ)، SLA  (مرکز)، MJF  (راست)

بدون اتلاف مواد

رزین ترموست که پس از ساخت قطعه تخلیه می­ شود، می­ تواند مجددا و بدون هدر رفت استفاده شود. مواد ضایعاتی تولید شده توسط SLA ناچیز بوده و عاملی کلیدی در انتخاب این فرآیند به عنوان یک گزینه­ ی ارزان­ تر جهت انجام پروژه­ های پرینت سه بعدی است.

قطعات SLA مناسب مواد غذایی و زیست سازگار هستند

رزین‌هایی مانند True Silicone که در استریولیتوگرافی استفاده می‌شوند، زیست سازگار بوده و یکی از مزایای اصلی SLA محسوب می­ شوند. سایر فناوری‌ها مانند MJF مواد مناسب صنایع غذایی یا زیست سازگار جهت چاپ نداشته و همین امر SLA را به یکی از بهترین فناوری‌ها برای پرینت ایمپلنت‌های پزشکی یا ظروف غذا تبدیل می‌کند.

محدودیت­ های استریولیتوگرافی

انتخاب محدودی از مواد سازگار با SLA جهت پرینت

پرینت SLA برخلاف FDM، حق انتخاب گسترده­ای از میان مواد برای انجام فرآیند پرینت را ارائه نمی ­دهد. حتی درمورد رزین‌ها نیز فقط از رزین‌های ترموست استفاده می‌کند و همین امر این فناوری را از نظر مواد مورد استفاده بسیار محدود می ­سازد.

استریولیتوگرافی بسیار گران است

استریولیتوگرافی در مقایسه با همتایان ارزان‌تر خود مانند MJF و FDM که به طور گسترده برای ساخت نمونه‌های اولیه استفاده می‌شوند، گران‌تر است. این امر بیشتر به دلیل بهره ­گیری از فرآیندها و مواد فتوشیمیایی با قیمت بالاتر می­ باشد.

مواد SLA خواص مکانیکی پایینی دارند

اکثر رزین­ های استاندارد جهت تولید سازه­ های ظریف و دقیق مناسب بوده و عمدتا برای اهداف نمایشگاهی مانند ساخت نمونه ­های اولیه استفاده می­ شوند. رزین ­های SLA از نظر استحکام و عملکرد مکانیکی با فیلامنت­ هایی مانند PC، نایلون، PETG یا سایر مواد سخت FDM قابل مقایسه نیستند. از این رو برای عملیات­ های دارای تنش بالا یا بارهای چرخه ­ای توصیه نمی ­شوند.

SLA حجم تولید پایینی دارد

رزین­ های پرینت سه بعدی SLA معمولا هزینه­ ی بیشتری داشته و در هر واحد رزین قطعات کمتری نسبت به قرقره ­های فیلامنت پرینت سه بعدی FDM یا پودرهای MJF تولید می ­نمایند. آن­ها معمولا در مقایسه با پرینترهای سه بعدی FDM حجم ساخت کمتری دارند و به دلیل زمان و هزینه­ ی بالاتر در مقایسه با سایر پرینترهای سه بعدی، برای تولید دسته ­ای توصیه نمی ­شوند.

خدمات پرینت سه بعدی  SLA

مجموعه 3DHUB خدمات استریولیتوگرافی را جهت انجام پروژه ­های پرینت سه بعدی درخواستی، هم برای ساخت نمونه ­های اولیه و هم برای دسته­ های بزرگ ارائه می­ دهد. برای دریافت هزینه ساخت می توانید فایل خود را در داخل سایت آپلود کنید و یا جهت کسب مشاوره با همکاران ما تماس بگیرید.

دیدگاه خود را بنویسید دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *