מדריך להדפסת תלת מימד סטריאוליתוגרפיה (SLA)

מבין תהליכי הדפסת התלת מימד הרבים של שרף, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד סטריאוליתוגרפיה (SLA) הפכה לזו הנפוצה והפופולרית ביותר בגלל הביצועים המצוינים שלה. זה יכול לייצר דיוק גבוה, אבות-טיפוס איזוטרופיים, אטומים למים וחלקים מוגמרים כדי לענות על צרכי ייצור מגוונים.
החלקים המיוצרים על ידימדפסות תלת מימד של SLA לא רק סדרה של מאפייני חומר מתקדמים שיכולים להסתגל לדרישות השימוש של תרחישים שונים; גימור פני השטח המצוין שלו הופך את מרקם המוצר לעדין ומעודן; ותצוגת התכונה המשובחת שלה יכולה לשחזר במדויק את פרטי העיצוב ולהבין את בניית המבנים המורכבים. במדריך מפורט זה, תהיה לך הבנה מעמיקה של מנגנון ההפעלה שלמדפסות SLA שרף תלת מימד, חקור מדוע הוא נמצא כיום בשימוש נרחב על ידי אלפי אנשי מקצוע, וידע כיצד ניתן לשלב מדפסות SLA בזרימת העבודה שלך כדי להביא יתרונות משמעותיים לעבודה שלך.



תוֹכֶן הָעִניָנִים
 

1. מהי הדפסת תלת מימד של SLA?

1.1 כיצד עובדת טכנולוגיית תלת מימד של SLA

2. היסטוריה קצרה של סטריאוליטוגרפיה

3. מדפסות תלת מימד שולחניות SLA משבשות את השוק

4. זרימת עבודה של הדפסת תלת מימד של SLA
4.1 שלב עיצוב
4.2 הדפסת שלב
4.3 שלב עיבוד פוסט

5. מדוע לבחור בהדפסת תלת מימד של SLA?
5.1מהירות ופלט
5.2צדדיות חומרית
5.3דיוק ודיוק
5.4תכונות עדינות וגימור משטח חלק

6. יישומים של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד של SLA

7. חומרי הדפסה תלת מימדיים של SLA


1. מהי הדפסת תלת מימד של SLA?

 

סטריאוליתוגרפיה (הידועה גם בשם פוטו -פולימריזציה של מע"מ או הדפסת שרף תלת מימד) היא תהליך ייצור תוסף המשתמש במקור אור לריפוי שרף נוזלי לפלסטיק מוקשה. הדפסת תלת מימד של SLA היא המהירה ביותר, עם הרזולוציה והדיוק הגבוהים ביותר, הפרטים החדים ביותר, וגימור השטח החלק ביותר בכל שדה טכנולוגיית הדפסת התלת מימד. בנוסף, לטכנולוגיית הדפסת תלת מימד של שרף יש יתרון יוצא מן הכלל - גיוון חומרי. יצרני חומרים פיתחו ניסוחים חדשניים של שרף SLA שיש להם מגוון רחב של תכונות אופטיות, מכניות ותרמיות שניתן להתאים באופן מלא לתרמופלסטיקה סטנדרטית, הנדסית ותעשייתית.
 

עם התקדמות מתמדת של חומרת הדפסת תלת מימד, מדעי תוכנה ומדעי החומרים, טכנולוגיית SLA הפכה לזולה יותר ונגישה יותר, ומאפשרת לחברות להפוך את דגמי האבות -טיפוס, הבדיקה והייצור שלהן. חלקים מודפסים תלת מימדיים של SLA נעשה שימוש נרחב בענפים שונים, כמו ייצור מוצרים מוגמרים, חלקי חילוף תעשייתיים, עזרי ייצור, כלים וכו '. גימור פני השטח החלק והסבילות ההדוקות שלו הופכים אותו לבחירה אידיאלית עבור מכלולים רב-חתיכים, מוצרי צריכה או חלקים סופיים לעיצוב.


 

כעת קיימות זרימות עבודה נוחות וקלות לשימוש, לעסקים בכל הגדלים יש אפשרות להביא הדפסת תלת מימד באיכות גבוהה פנימית. היישום של טכנולוגיה זו סייע לאלפי אנשי מקצוע להפחית את עלויות התפעול, להגדיל את היעילות וליצור מודלים עסקיים חדשים לחלוטין.

1.1 כיצד עובדת טכנולוגיית תלת מימד של SLA
 

העיקרון העובד של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד של SLA מבוסס על שימוש באור כדי לחזק שרף נוזלי לאובייקט תלת ממדי. השיטה הספציפית היא לחשוף את חבית השרף או את מיכל השרף למקור האור כדי להקשות את שרף הנוזל. במדפסות מסורתיות של SLA מלמעלה למטה, מקור האור ממוקם מעל חבית שרף נוזלי, והאור מקרין את שרף הנוזל מלמעלה למטה. בשנת 2011, טכנולוגיית הסטריאוליטוגרפיה ההפוכה שהושקה על ידי מייסדי פורמלאבס מקס לובובסקי, דייוויד קרנור ונטן לינדר הפכו את הפריסה המסורתית והניחו את מקור האור מתחת למיכל השרף. כאשר עובדים, חתך הרוחב של החלק נמשך לראשונה בשכבת השרף התחתית. עם עליית פלטפורמת הבנייה, שרף הנוזל יזרום באופן טבעי מתחת לשכבה המוצקת כדי להשלים את מילוי האחורי של שכבת השרף. חזרה על תהליך זה יכולה להדפיס אובייקטים תלת מימדיים מורכבים.


 

ישנם חידושים רבים בטכנולוגיית הסטריאוליטוגרפיה הפוכה, ביניהן עיצוב מיכל השרף התחתון השקוף (בסופו של דבר גמיש) הוא בעל משמעות רבה. תכנון זה לא רק מאפשר לייצר מדפסות SLA 3D הפוכות גדולות יותר, אלא שהמשטח הגמיש שלו יכול גם להפחית ביעילות את כוח הקילוף ולשפר את יציבות ההדפסה והיעילות.
 

מדפסות תלת מימד של SLA משתמשות בחומרים תרמוסטיים רגישים לאור - שרפים. כאשר שרפים SLA נחשפים לאור אורך גל ספציפי, השרשראות המולקולריות הקצרות הפנימיות מתחברות במהירות, והמונומרים והאוליגומרים מפטרים לצורות גיאומטריות נוקשות או גמישות כדי להשיג התמצקות.

בעשור האחרון צצו תהליכי הדפסת תלת מימד שרף חדש, בעיקר על בסיס סוג מקור האור ששימש. תהליכים נפוצים כוללים: סטריאוליתוגרפיה מונעת לייזר (SLA), המשתמשת בצפיפות האנרגיה הגבוהה של לייזרים לריפוי מדויק; עיבוד אור דיגיטלי (DLP) המשתמש במכשירי מיקרומירור דיגיטליים כדי להחליף במהירות דפוסי אור לריפוי שרפים; מסכה סטריאוליתוגרפיה (MSLA, המשמשת לעתים קרובות להחלפה עם הדפסת תלת מימד LCD), המשתמשת במסך LCD כמסיכה כדי לשלוט על האזור בו מוקרן אור. לדוגמה, מנוע ההדפסה של Formlabs Force Display ™ (LFD) הוא צורה מתקדמת של הדפסת MSLA 3D.


 

זרימת העבודה של הדפסת תלת מימד של SLA היא פשוטה. לאחר ההדפסה, יש לנקות את החלקים באלכוהול או אתר כדי להסיר עודף שרף נוזלי על פני השטח. לאחר מכן, בהתאם לחומר, יתכן שיידרש שלב לאחר ריפוי כדי להשלים את הפילמור של החלק ולהשיג את תכונות החומר האופטימליות שלו. ניתן לבצע עוד לאחר טיפול כמו צביעה, ציפוי או אלקטרוליטיזציה כדי לעמוד בדרישות היישום או האסתטיקה הספציפיות.

2. היסטוריה קצרה של סטריאוליטוגרפיה


 

סטריאוליתוגרפיה מתוארכת לתחילת שנות השמונים, כאשר החוקר היפני ד"ר הידיאו קודאמה חלוץ בשיטת השכבה המודרנית לריפוי פוטופולימרים עם אור UV, שהפך לאב -טיפוס של הסטריאוליטוגרפיה. צ'רלס (צ'אק) וו. האל טבע אז את המונח "סטריאוליטוגרפיה" והשיג בהצלחה פטנט לטכנולוגיה בשנת 1986. באותה שנה הוא הקים מערכות תלת מימד וסטריאוליטוגרפיה מסחרית רשמית, ופתח פרק חדש בבקשתו בתחום התעשייתי. הול תיאר את הטכנולוגיה כיצירת אובייקטים תלת -ממדיים על ידי "הדפסת" שכבות דקיקות ברציפות של חומרים שניתן לרפא על ידי אור UV.
 

למרות שסטריאוליטוגרפיה נולדה מוקדם, זו לא הייתה הטכנולוגיה הראשונה להדפסת תלת מימד שזכתה לפופולריות נרחבת. בסוף שנות האלפיים, ככל שפג תוקף הפטנטים הקשורים, הופיעו מדפסות תלת מימד בתמצית בתמונת קטנה (FDM). לאחר שהושקה טכנולוגיית שחול זולה זו, היא עוררה את הגל הראשון של יישום נרחב והכרה של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד, והרחיב מאוד את היקף היישום של ייצור תוספים. עם זאת, למדפסות ה- FDM 3D יש מגבלות מסוימות לענות על צרכים מקצועיים שונים ואינן יכולות לכסות באופן מלא את כל תרחישי היישומים. זה גם הניע את החדשנות המתמשכת של טכנולוגיית הסטריאוליטוגרפיה בפיתוח עוקב להתאמה לצרכים מגוונים יותר.

3. מדפסות תלת מימד שולחניות SLA משבשות את השוק

 

בפיתוח טכנולוגיית הדפסת תלת מימד,מדפסת תלת מימד של שולחן העבודה SLAהביאו לשינויי שוק. בעבר הסתמכו הדפסת תלת מימד ברזולוציה גבוהה על מערכות תעשייתיות גדולות, שהיו יקרות וכבשו שטח גדול. מדפסות SLA שולחניות שברו את המצב הזה עם גופם הקומפקטי ומחיר סביר, מה שהופך את הדפסת התלת מימד ברזולוציה גבוהה לפופולרית.

פיתרון הסטריאוליטוגרפיה ההפוך הראשון הוא בעל משמעות רבה. זה מאפשר ללקוחות שונים לגשת לטכנולוגיית הדפסת תלת מימד של SLA, ואב -הטיפוס שלה מניח את הבסיס לפיתוח טכנולוגי עוקב. בשנת 2015 מספר החומרים התואמים גדל, ועזר לחדשנות בתעשיות מרובות כמו תכנון מוצרים, ייצור הנדסי, רפואת שיניים ותכשיטים. בשנת 2019 שימש מיכל השרף התחתון הגמיש להפחתת כוח הקילוף, לשפר את איכות ההדפסה ולהרחיב את היקף היישום. כיום, טכנולוגיית הסטריאוליטוגרפיה הפכה לאחד מתהליכי הדפסת התלת מימד הפלסטיים הבוגרים עם תחרותיות חזקה.


4. זרימת עבודה של הדפסת תלת מימד

4.1 שלב עיצוב



השתמש בתוכנת CAD או בנתוני סריקת תלת מימד כדי לתכנן מודל תלת מימד ולייצא אותה לפורמט STL או OBJ. ייבא את תוכנת הכנת ההדפסה, הגדר פרמטרים ופרוס אותה, כגון תוכנת Freform, שיכולה ליצור אוטומטית תומכים ולקבוע את כיוון ההדפסה. משתמשים מתקדמים יכולים גם לחולל חלקים לטכנולוגיית SLA כדי לחסוך חומרים.
 

4.2 הדפסת שלב


לאחר סיום הגדרת העיצוב והפרמטרים, תוכנת הכנת ההדפסה מעבירה נתונים למדפסת דרך הרשת, USB או Ethernet. מיכל השרף הנשלף והפלטפורמה של מדפסת ה- SLA ההפוכה נוחים לשינוי חומרים והדפסה חדשה.

 

4.3 שלב עיבוד פוסט

מרבית מדפסות ה- SLA צריכות לגרד ידנית את החלקים, אך פלטפורמת הבנייה Flex ו- Flex L יכולה להסיר במהירות את החלקים כדי להפחית את הנזק. לאחר ההסרה, נקה אותם באמצעות אלכוהול או אתר איזופרופיל, והשתמש במכשיר שטיפת הטופס כדי לפשט את התהליך. יש חומרים מסוימים שצריכים להיפטר לאחר שטיפה וייבוש. ריפוי טופס יכול לשלוט במדויק בטמפרטורה ובאור כדי להבטיח את אפקט הריפוי. לבסוף מוסרים את התמיכה והסימני השחיקה, וניתן לעבד, לצבוע או לעבד עוד יותר את חלקי ה- SLA על ידי טחינה, אלקטרוליטיזציה וכו 'כדי לעמוד בדרישות יישום שונות.

5. מדוע לבחור בהדפסת תלת מימד של SLA?
 

5.1 מהירות ופלט
בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד, הדפסת תלת מימד של SLA היא המהירה ביותר, וריפוי SLA מונע לייזר איטי יותר מ- DLP או MSLA. תומך בשרף דגם מהיר, במהירות של 100 מ"מ לשעה, וניתן להדפיס אותו תוך שעתיים, עם מספר איטרציות ביום. זה יכול להשיג תכנון וייצור בגודל אנושי, כאשר מרבית הבניינים הושלמו תוך שש שעות, וניתן להשלים ייצור גדול או אצווה תוך יום אחד.
 

 

5.2 צדדיות חומרית
חומרי הדפסת תלת מימד של SLA עשירים, עם מאות נוסחאות שרף, שניתן למלא בחומרים עזר, תוך התחשבות בתכונות מכניות וקשיות שונות, המכסה חומרים בתעשיות מרובות. ליצרני המדפסת יש מצבי פלטפורמה או תווית לבנה שהוכנו בעצמם. למרות שונה מתרמופלסטיקה מסורתית, ישנם שרפים של SLA המתאימים כמעט לכל יישום.

 

5.3 דיוק ודיוק
דיוק ודיוק הם קריטיים לתעשיות שונות, והדפסת SLA היא אחד מפתרונות ההדפסה התלת-ממדיים בעלי הדיוק הגבוה. הדיוק מתייחס למידת ההתאמה לגודל מודל ה- CAD, ודיוק הוא מידת הייצור החוזר באותה גודל. הדיוק של מדפסות תלת מימד SLA בדרגה מקצועית הוא בין עיבוד סטנדרטי ועדין, ומושפע ממקור האור, איכות הרכיב, כיול תכנון הנדסי וחומרים. חומרים נוקשים מדויקים יותר. , יכול להדפיס דיוק גבוה, הסביבה הסגורה הסגורה שלה והדפסת טמפרטורה נמוכה מקטינים את ההשפעה של התרחבות תרמית והתכווצות, ומנוע ההדפסה של LFD וכוח פילינג נמוך מבטיחים את דיוק החלקים.

 

5.4 תכונות עדינות וגימור משטח חלק
מדפסות תלת מימד של SLA הן אמת המידה לייצור משטחים חלקים ותכונות עדינות. פני השטח של החלקים המודפסים חלקים, ללא קווי שכבה כמעט ואינם דורשים עיבוד רב. המראה דומה לייצור המסורתי. בהשוואה ל- FDM ו- SLS, SLA יכולה להשיג תכונות עדינות יותר וגדלים קטנים יותר, בקרת אור מדויקת יותר, ויכולה להדפיס תכונות קטנות וקירות דקים.

6. יישומים של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד של SLA
חלקים מודפסים שרף תלת מימד מאיצים חדשנות ותומכים בעסקים בענפים שונים עם חומרים מתקדמים, דיוק גבוה ותהליכים נוחים. עלויות מופחתות הופכות אותו לחסכוני יותר וקל להתרחבות, ויישומים לשימוש קצה והתאמה אישית המונית הופכים נפוצים יותר.
 

1. ייצור



בהשוואה לייצור המסורתי, היצרנים משתמשים בהדפסת תלת מימד כדי ליצור כלים של אב -טיפוס, כלים מותאמים אישית, תבניות ועזרי ייצור כדי להפחית את העלויות וזמן התפנית, לייעל את תהליכי הייצור ולשפר את האיכות והיעילות. מכסה עזרי ייצור (ג'יגים וגופי גופי), יצירת עובש מהירה (הזרקה, לחיצה חמה, סיליקון, דפוס מכה), יציקת מתכת, אצווה קטנה וייצור בהיקף גדול בהיקף גדול.

 

2. רכב



תעשיית הרכב משתמשת בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד של SLA כדי לייצר חלקים שונים לאורך כל התהליך, החל ממודלים של קונספט לחלקים לאחר המכירה, הכוללים אבות-טיפוס מהיר (דגמי קונספט, ייצור אב-טיפוס פונקציונלי, בדיקת אימות), ייצור עובש מהיר, עזרי ייצור, וסתימו, לאחר מכירה וחלקים מותאמים אישית.
 

3. חלל

חלקים מודפסים תלת -ממדיים של SLA משמשים לבדיקת שטח, ייצור ותעופה מסחרית, בדיקות, אבות -טיפוס וייצור בענף התעופה והחלל. מיושם על אבות -טיפוס מהיר (בדיקת מנהרת רוח), יצירת עובש מהיר, עזרי ייצור וחלקים מוגמרים, החלפה ומותאמים אישית.

4. רפואת שיניים



רפואת שיניים דיגיטלית משתמשת בהדפסת תלת מימד כדי להפחית את הסיכונים ולספק מוצרים ומכשירים מותאמים אישית בעלי דיוק גבוה, כולל דגמי כתר וגשר, יישור ברור ומודלים של הולי, מדריכים כירורגיים, סד ורפידות נשיכה, דגמים ליציקה ולחיצה ותותבות.
 

5. רפואי
 

טכנולוגיית הדפסת תלת מימד שולחנית מקצועית מסייעת לרופאים לספק תכניות טיפול וציוד בהתאמה אישית, חיסכון בזמן ועלות, והיא מיושמת על מודלים אנטומיים, מכשירים רפואיים ומכשירים כירורגיים, אורתוטיקה ושחזורים לתכנון כירורגי.
 

6. תכשיטים



ענף התכשיטים משתמש בהדפסת CAD ו- 3D לצורך אבות-טיפוס מהיר כדי לענות על צרכי הלקוח ולייצר מוצרים מוגמרים שניתן להטיל ישירות, אשר מיושמים על יציקת שעווה אבודה (יציקת השקעות), אבות טיפוס בעלי אמינות גבוהה בהתאמה אישית, ותבניות אב לעיצוב גומי.

7. חומרי הדפסה תלת מימדיים של SLA
 

שרפים הנדסיים

בתחום ההנדסה והייצור, ביצועי החומרים קשורים לאיכות המוצר ויעילות הייצור. כחומר מלא זכוכית, שרף שינשאן יכול להישאר יציב ולא להתעוות כאשר הוא נתון לעומסים אדירים. זוהי בחירה אידיאלית ליישומים עם דרישות קשיחות גבוהות כמו דפוס הזרקה, ומספקת ערבות לייצור חלקים תעשייתיים בעלי דיוק גבוה וחוזק גבוה. שרפים הנדסיים של Xinshan מנוסחים לצרכים מורכבים ומצביעים על חומרים נפוצים כמו ABS, סיליקון והצצה. קו המוצרים עשיר, כולל חומרים קשיחים בעלי חשיבות גבוהה, חומרים מוצקים עמידים בפני השפעה, חומרים גמישים עמידים בפני כיפוף, שרפים פונקציונליים מיוחדים כמו אנטי-סטטי וניתוח להבה, כמו גם חומרים טכנולוגיים מתקדמים כמו קרמיקה וסיליקון תלת מימד, מרחיב את גבולות הדפוס התלת-ממדי של שולחן העבודה, עוזרים ליישומים חדשים, פשטנים ושדה.
 

שרפים שיניים

שרפים שיניים של Xinshan חוללו מהפכה בשדה השיניים, ויכולים לייצר במהירות מכשירים ביו-תואמים כמו יישור שקוף ומדריכים כירורגיים, ויכולים גם לספק פתרונות באיכות גבוהה ליישומים תוך-אוראליים מתקדמים כמו תותבות מלאות. Xinshan יוצר זרימת עבודה יעילה ומשולבת עבור אנשי מקצוע בתחום השיניים, וכל קישור מתוכנן בקפידה כדי להבטיח ייצור של חלקים מדויקים ללא התאמות וכיול מייגע.
 

שרפים תכשיטים

בענף התכשיטים, ההתאמה האישית והעידון הם המפתח, ושרפי תכשיטים הם חומרים מרכזיים לאבות טיפוס וייצור תכשיטים בהתאמה אישית. שרפים חדשים של תכשיטי הרים משחזרים את הפרטים היטב, ויכולים לשחזר שיבוצים ברורים, שיבוץ טופר חד וכו '. סוחרים מכל הגדלים יכולים להשתמש בהם כדי לייצר יצירות ניסיון, להטיל תכשיטים בהתאמה אישית או אדוני עובש לשימוש חוזר ללקוחות כדי לענות על צרכים בהתאמה אישית, להפחית עלויות ולקדם חדשנות בענף התכשיטים.

 

עם היתרונות הייחודיים שלה, טכנולוגיית הדפסת ה- SLA תלת מימד השתרשה בתעשיות רבות וקיבלה מאוד שינויים בחדשנות וייצור. התבוננות לעתיד, עם ההתקדמות המתמשכת של חומרה, תוכנה ומדע החומרים, הדיוק, המהירות והמגוון החומרי של הדפסת תלת מימד של SLA צפויים להשתפר עוד יותר והעלות תמשיך לרדת. טכנולוגיה זו תרחיב גם את היישום שלה בשדות מתעוררים יותר ותיצור אפשרויות נוספות. אני מאמין שבעתיד הקרוב, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד של SLA תקדם פיתוח חברתי כמו טכנולוגיית הייצור המסורתית של ימינו ותסייע לתעשיות שונות להגיע לגבהים חדשים.