SLA или стереолитография: продвинутая технология 3D печати

Одним из разновидностей 3D-печати является лазерная стереолитография. Основным ее отличием от традиционного способа трехмерной печати (экструзии, ламинирования и т.д.) является изначальное жидкое состояние будущей 3D модели и постепенное ее затвердевание под воздействием лазерного излучения. Изменение физического состояния сопровождается постепенным накладыванием слоев (наряду с медленным затвердеванием), которые в конечном итоге и образуют готовую трехмерную модель.

 

Стереолитография лазером: принцип создания 3D-моделей с ее помощью

Перед использованием SLA в самом начале работы необходимо предварительно «нарезать» исходную модель на несколько слоев. Сделать это можно в специальной программе на персональном компьютере. На подвижной платформе начинает формироваться будущее изделие, которое опускается на толщину в один слой и посредством лазера создается первый «срез» трехмерной модели. Следует заметить, что полностью слой не затвердевает: только отдельные элементы тела детали скрепляются, а окружающее пространство остается жидким. За этот процесс отвечает управляемый лазерный пучок, который и полимеризует необходимые участки, заведомо обходя ненужные.

После этого платформа снова опускается, а поверхность заливается жидким полимером. Именно таким образом и формируется второе сечение детали. Подобный процесс многократно повторяют до полной готовности изделия. После получения желаемой формы, трехмерную модель промывают от остатков смолы и для прочности оставляют на некоторое время под ультрафиолетовой лампой (лазером).

В процессе облучения при стреолитографии, жидкое исходное сырье находится в процессе полимеризации не более чем на 20% от полного высыхания. Это значительно сокращает время производственного процесса, поскольку даже в таком состоянии деталь можно извлечь из установки без вероятности деформации. Вместе с этим, для набирания полной прочности полимеризацию следует довести до 100%. Для этого деталь помещают в специальную камеру, где она находится под мощным инициирующим светом в течение 15-20 минут.

Таким образом, принцип лазерной стереолитографии чрезвычайно прост: фотополимер твердеет под воздействием лазерного луча сканирующей системы. В качестве исходного материала используется фотополимерная смола, которая имеет свойство коробиться под воздействием влаги. Кроме этого, она может легко

  1. склеиваться,
  2. окрашиваться
  3. и обрабатываться.

Оборудование, которое поддерживают стереолитографию в 3D печати

Трехмерные SLA принтеры могут похвастаться самым высоким разрешением печати среди аналогичных устройств. Например, минимальная толщина слоя равняется 0,03 мм. Подобные 3D устройства отличаются внушительными размерами и могут создавать гладкие и прочные модели с высоким уровнем детализации. Примечательно, что создаваемые с их помощью изделия могут иметь габариты 70х70х70 см.

Среднестатистический SLA принтер весит около 500 кг., имея параметры подобные добротному шкафу. Его стоимость составляет в среднем около 55 000 евро.

Характерные особенности лазерной стереолитографии

Лазернаястереолитография характеризуется высокой точностью прототипирования, а исходный материал легко поддается обработке и корректировке в случае выявления недостатков. Поэтому в случае необходимости получившейся трехмерной модели можно придать зеркальный блеск.

Основными преимуществами фотополимеризации являются:

  • изготовление сложных трехмерных моделей (с мелкими деталями и тонкими стенками);
  • высокий уровень точности построения изделий;
  • качественная поверхность моделей;
  • возможность использования разнообразных видов полимерных смол;
  • безотходный производственный процесс и многое другое.

Все получаемые прототипы имеют высокие механические свойства, а геометрические ограничения создаваемых деталей отсутствуют. Кроме этого, скорость изготовления трехмерной модели можно легко спрогнозировать. Трехмерные SLA принтеры характеризуются низким расходом исходного материала, поэтому технология лазерной стереолитографии является экономически выгодной.

Подобный процесс позволяет за небольшой промежуток времени пройти путь от дизайнерской (конструкторской) идеи до готовой модели детали.

Константин Семенов