Stereolitografia (w skrócie SLA) jest szczególnie poszukiwana wszędzie tam, gdzie rozwój produktu wymaga koncepcji, geometrii i modeli funkcjonalnych w bardzo krótkim czasie w celu wprowadzenia produktu – głównie towarów odpowiednich na rynek masowy.
Dzięki drukarkom SLA 3D można drukować bardzo szczegółowe, małe części od kilku milimetrów do części o długości do 1,5 m – wszystko z tą samą niezwykłą rozdzielczością i dokładnością. Nawet duże części są konsekwentnie i precyzyjnie drukowane – bez kurczenia się i wyginania. Drukarki 3D SLA potrafią naprawdę dużo.
Co to jest SLA?
Stereolitografia to pierwsza skomercjalizowana technologia druku 3D, wynaleziona przez współzałożyciela i dyrektora ds. Technologii 3D Systems Chucka Hulla w latach 80. Wykorzystuje laser ultrafioletowy do precyzyjnego utwardzania przekrojów fotopolimerowych, przekształcając je z cieczy w ciało stałe. Części są budowane bezpośrednio na podstawie danych CAD, warstwa po warstwie w prototypy, wzory odlewów, narzędzia i części końcowe.
Po zakończeniu procesu drukowania SLA części SLA są czyszczone w roztworze rozpuszczalnika w celu usunięcia wszelkich pozostałości nieutwardzonej żywicy z powierzchni części. Oczyszczone części są następnie utwardzane w piecu UV.
Dlaczego stereolitografia?
Jeśli potrzebujesz komponentu, który ma być wydrukowany w krótkim czasie i zostanie dostarczony natychmiast, to stereolitografia jest właśnie tym. Dzięki tej technologii w bardzo krótkim czasie można wyprodukować pierwszorzędne modele o doskonałej jakości powierzchni.
Częściowa polimeryzacja z wykorzystaniem promieniowania laserowego jest podstawą stereolitografii laserowej i jednym z pierwszych generatywnych procesów produkcyjnych. W stereolitografii (SLA) geometrię elementu uzyskuje się warstwa po warstwie poprzez hartowanie. W tym celu ciekły fotopolimer (światłoutwardzalny ciekły plastik), np. żywica epoksydowa lub akrylan, naświetlona warstwami laserem UV i utwardzona. Odbywa się to poprzez obniżanie platformy składowej warstwa po warstwie w kąpieli wypełnionej podstawowymi monomerami światłoczułego tworzywa sztucznego.
Stopniowo obrabiany przedmiot jest opuszczany o kilka dziesiątych milimetra, przesuwany do nowej pozycji, a tworzywo sztuczne jest równomiernie rozprowadzane po utwardzonej warstwie elementu za pomocą zgarniacza. Laser UV, który jest kierowany przez ruchome lustra, odsłania warstwę cieczy, tworząc w ten sposób kolejną warstwę składową.
Drukarka SLA
Dzięki zaawansowanej technologii, oprócz klasycznego szybkiego prototypowania w szybkiej produkcji, możemy teraz wykorzystywać stereolitografię laserową, tj. wytwarzać złożony produkt końcowy bezpośrednio z danych CAD. Bardzo drobne litery, szczeliny i małe grubości ścianek są odtwarzane z dużą precyzją i mogą być udoskonalane na wiele sposobów. Wreszcie, niedrogi proces jest stosowany jako środek przygotowawczy do odlewania próżniowego i odlewania metali.
Drukarki SLA wykorzystują proces stereolitografii. Ta technika drukowania jest często określana skrótem SLA (Stereolithography Apparatus).
Drukarka 3D SLA
Drukarki SLA, podobnie jak modele PJP, jako materiały drukarskie wykorzystują fotopolimery głównie w postaci ciekłej żywicy syntetycznej (zwanej także żywicą) lub elastomerów. Płynny materiał wlewa się do miski z płytą dociskową. Płyta drukowa jest przesuwana krok po kroku w zależności od grubości warstwy, podczas gdy lasery z promieniowaniem UV utwardzają z góry określone obszary materiału poziom po poziomie.
Oto główne opcje ustawień i właściwości drukowania SLA:
- Materiał – dobór materiałów drukowanych dotąd ograniczony w druku SLA. Istnieją różne żywice syntetyczne o określonych właściwościach, na przykład szczególnie elastyczne lub sprężyste materiały. Obiekty 3D wykonane z żywicy syntetycznej mają niezrównaną wysoką jakość materiału
- Wybór koloru – ponieważ ta technologia druku nie była dotychczas stosowana w prywatnych gospodarstwach domowych, istnieje również niewielki wybór kolorów. Ponadto 1 produkt drukowany może być wykonany tylko z jednej żywicy w określonym kolorze, więc nadruki wielokolorowe nie są możliwe.
- Precyzyjne – drukarki SLA mogą drukować w różnych rozdzielczościach dzięki elastycznej regulacji odstępów płyty drukarskiej. Możesz uzyskać warstwy o grubości do 0,025 mm – czyli 4 razy cieńsze niż arkusz papieru. W rezultacie SLA druk 3D i modele 3D są bardzo precyzyjne i wykonane z jednego elementu: krawędzie warstw nie są już rozpoznawane.
- Szybkość drukowania – jeśli drukarka SLA ma kilka laserów UV, drukowanie jest wielokrotnie przyspieszane. Oznacza to, że nawet złożone modele można drukować z rekordową szybkością. Lasery UV nie hałasują, a ruchy płyty drukarskiej są ledwo słyszalne. Możesz więc umieścić drukarkę w dowolnym miejscu bez rozpraszania uwagi.
- Postprocessing – ponieważ obiekty są drukowane do góry nogami, do stabilizacji często potrzebne są struktury pomocnicze, które następnie trzeba usunąć z produktu. Czasami trzeba polerować ponownie, aby nie pozostały nierówności. Produkty do druku SLA są nadal zwilżane płynną, lepką żywicą syntetyczną natychmiast po wydrukowaniu. Dlatego każdy model po wydrukowaniu należy utwardzić, aby uzyskać optymalną wytrzymałość, a następnie wyczyścić w kąpieli alkoholowej.
Drukarki SLA są dość drogimi urządzeniami i jak dotąd mogą sobie na nie pozwolić zakłądy produkcyjne. Jednym z powodów jest to, że materiały do drukarek SLA są drogie i wiążą się z tym dodatkowe koszty: musisz regularnie kupować specjalne środki czyszczące do obróbki końcowej i regularnie wymieniać basen, w którym znajduje się płynny materiał drukarski, jako dno basenu z czasem staje się mętny, co ogranicza precyzję lasera UV.
Korzyści z wykorzystania drukarki 3D SLA i druku 3D SLA
- Wysoka rozdzielczość
- Bardzo szybki druk (choć niestety druk SLA wielokolorowy nie jest możliwy)
- Wysoka jakość materiału
- Bardzo cicha praca
