Как работает стереолитография?

Благодаря стремительному развитию науки и техники, технология 3D-печати постепенно меняет наше производство и образ жизни, обладая уникальным очарованием и широкими перспективами применения. Среди них стереолитография (SLA), как важная технология в области 3D-печати, выделяется высокой точностью, высоким качеством поверхности и превосходной детализацией. Итак, как же именно работает стереолитография?

Стереолитография — это технология производства , разработанная благодаря новаторскому мышлению и гениальному сочетанию компьютерного управления, ультрафиолетовой лазерной технологии и жидких фоточувствительных смол, позволяющая точно преобразовывать цифровые модели в физические объекты. Это не только технологический прорыв, но и еще один шаг вперед для человечества в области производства. Далее мы более подробно рассмотрим, как работает стереолитография в своей основе и какую огромную роль она может сыграть в производстве.

Как работает стереолитография?

Этапы технического процесса стереолитографии включают в себя подготовительный этап, послойное отверждение, опускание платформы и подачу смолы, повторный процесс отверждения и постобработку. Сначала жидкая фоточувствительная смола заливается в резервуар 3D-принтера , и платформа опускается ниже уровня жидкости. Затем управляемый компьютером лазерный луч сканирует поверхность смолы точка за точкой на основе предварительно заданных данных среза 3D-модели, позволяя смоле затвердеть в открытой области. После отверждения одного слоя платформа опускается до заданной толщины слоя, и жидкая смола в резервуаре автоматически пополняется до уровня отвержденного слоя для подготовки к отверждению следующего слоя. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет создана вся 3D-модель , слой за слоем. Наконец, проводится необходимая очистка и постотверждение для получения готового 3D-печатного изделия.

Какие этапы включает в себя процесс стереолитографии?

Процесс стереолитографии в основном включает следующие этапы:

процесс	описание
Разработайте модель	Сначала с помощью программного обеспечения САПР создается трехмерная твердотельная модель.
Обработка нарезок	Для нарезки модели, то есть для разделения 3D-модели на ряд 2D-секций, используется дискретная программа. При этом траектория сканирования проектируется таким образом, чтобы точно контролировать движение лазерного сканера.
Лазерное сканирование для отверждения	Лазерный луч проходит через сканер, управляемый ЧПУ-станком, и освещает поверхность жидкого фотополимера в соответствии с заданной траекторией сканирования. Под воздействием ультрафиолетового излучения слой в определенной области поверхности смолы подвергается реакции полимеризации и затвердевает из жидкого состояния в твердое, образуя поперечное сечение детали.
Перемещение подъемного стола и покрытие из смолы.	При обработке одного слоя подъемный стол перемещается вертикально на высоту первого слоя (обычно от 25 до 100 микрон). Затем поверх отвержденного слоя наносится еще один слой жидкой смолы в рамках подготовки к сканированию и отверждению следующего слоя.
Слой за слоем	Повторяйте описанные выше шаги для лазерного сканирования, отверждения, перемещения подъемного стола и нанесения смолы до полного отверждения всех слоев. Таким образом, трехмерный прототип заготовки формируется слой за слоем.
Постобработка	После извлечения прототипа из смолы его окончательно отверждают (обычно с помощью УФ-излучения для вторичного отверждения). Затем проводят полировку, гальваническое покрытие, покраску или окрашивание по мере необходимости, чтобы получить изделие, отвечающее требованиям.

Какие материалы используются в стереолитографии?

Основными материалами, используемыми в стереолитографии, являются жидкие фотополимеры, наиболее распространенными из которых являются светоотверждаемые акриловые смолы и эпоксидные смолы. Эти смолы отверждаются под воздействием ультрафиолетового света, образуя твердую модель. В частности, области применения и характеристики этих материалов следующие:

• Светоотверждаемые акриловые смолы: Эта смола обладает хорошей прозрачностью и свойствами отверждения, поэтому её часто используют для изготовления прозрачных или полупрозрачных моделей. Однако для достижения желаемой прозрачности может потребоваться последующая обработка модели, например, полировка и нанесение покрытия .
• Эпоксидная смола: Эпоксидные смолы обладают высокой прочностью и хорошей химической стойкостью, что делает их подходящими для изготовления моделей, которые должны выдерживать определенные нагрузки или подвергаться воздействию агрессивных сред.

Кроме того, в зависимости от конкретных потребностей применения могут использоваться другие типы жидких фотополимеров, такие как резиноподобные материалы (используемые для имитации резиновых изделий) и смолы, которые могут применяться в качестве заменителей воска. Выбор этих материалов зависит от таких факторов, как желаемые физические свойства, химические свойства и стоимость.

Чем технология SLA отличается от других технологий 3D-печати?

Технология SLA (стереолитография) во многом отличается от других технологий 3D-печати . ​​Ниже представлен сравнительный анализ трех основных технологий 3D-печати: SLA, FDM, SLS и DLP :

SLA против FDM

• Точность и качество поверхности: технология SLA обеспечивает исключительную точность изготовления и превосходное качество поверхности за счет использования лазерной точности для отверждения смол, часто превосходящей технологию FDM. Технология FDM ограничена размером сопла. Отпечатки имеют крупные детали и большую толщину слоев, а также заметно расслоение поверхности.
• Стоимость и материалы: Стоимость оборудования и материалов для технологии SLA обычно выше, чем для технологии FDM. Для SLA требуется использование специальных фоточувствительных смол, тогда как для FDM используются термопластичные нити, такие как ABS, PLA и т. д., с относительно низкой стоимостью материалов.
• Скорость печати: технология FDM быстрее при печати крупных объектов, поскольку она напрямую формирует объекты путем нанесения расплавленного материала. Технология SLA может быть более выгодной для печати небольших или сложных объектов, но общая скорость печати может быть ниже из-за траектории и времени сканирования лазером.

SLA против SLS

• Принцип печати: SLA — это технология печати на основе смолы, использующая лазерное отверждение жидкой смолы для создания трехмерных твердых тел. SLS — это технология печати на основе порошка, использующая лазер для спекания порошкообразных материалов, таких как нейлон, для формирования твердых деталей.
• Точность и качество поверхности: технология SLA, как правило, обеспечивает более высокую точность и качество поверхности, чем технология SLS . Детали, изготовленные методом SLS, могут иметь более низкую точность и шероховатость поверхности, но обладают более высокими механическими свойствами для применений, требующих определенной нагрузки.
• Применение: Технология SLA лучше подходит для таких областей, как прототипирование и печать изображений, требующих высокой точности и гладких поверхностей. Технология SLS лучше подходит для печати функциональных деталей, таких как инструменты, пресс-формы и детали длительного пользования.

SLA против DLP

• Источник света и метод отверждения: В технологии SLA лазер используется в качестве точечного источника света для послойного отверждения смолы путем управления положением и интенсивностью луча. Технология DLP использует один источник света, например, DLP-проектор, для проецирования модели на смолу и послойного отверждения смолы путем управления проекцией.
• Скорость и точность печати: Технология DLP обычно быстрее, чем технология SLA, поскольку она отверждает все поперечное сечение слоя за один проход. Однако с точки зрения точности печати SLA может быть немного лучше, поскольку использует лазер для точного отверждения. Тем не менее, точность печати DLP достаточно высока для использования в большинстве приложений.
• Стоимость и материалы: Технология DLP может использовать относительно недорогие полимерные материалы и быть более эффективной благодаря особенностям отверждения источника света в целом. Технология SLA может потребовать использования более дорогих фотополимеров, а также может потребовать больших затрат на обслуживание лазера.

Какие основные компоненты входят в состав SLA-принтера?

Основные компоненты SLA-принтеров включают в себя следующее:

1. Лазер: это основной компонент SLA-принтеров, отвечающий за генерацию лазерного луча, который является ключевым элементом для отверждения фотополимеров.
2. Гальванометрическая система: Система контролирует направление сканирования лазерного луча, обеспечивая сканирование поверхности жидкой фоточувствительной смолы в пределах заданной траектории.
3. Система подачи жидкости: включает в себя емкости для смолы, системы циркуляции и другие компоненты, отвечающие за подачу и циркуляцию жидких фоточувствительных смол для обеспечения непрерывной подачи смолы в процессе печати.
4. Локомоторная система: Она включает в себя механизмы движения в направлениях X, Y и Z, а также поддерживающие их рамы. Механизм движения по осям X и Y используется для управления положением лазерного луча на поверхности жидкости, а механизм движения по оси Z используется для управления подъемом печатной платформы с целью послойной печати.
5. Оптическая система: используется совместно с системой перемещения, контролируется положение печатающей головки и фокусировка лазерного луча, что обеспечивает точное проецирование лазерного луча на поверхность жидкой смолы и формирование отвержденного слоя.

Каковы области применения технологии стереолитографии?

Область применения технологии стереолитографии очень широка и включает в себя, главным образом, следующие аспекты:

1. Производство: В производстве стереолитография используется для изготовления пресс-форм, моделей и приспособлений. Высокая точность и способность воспроизводить детали позволяют создавать продукцию очень высокого качества.
2. Медицинская область: В медицине стереолитография широко используется для изготовления моделей человеческих органов , моделей костей, искусственных кровеносных сосудов и т. д. Она помогает врачам лучше понимать анатомию пациентов и обеспечивает надежную поддержку при планировании хирургических операций и обучении. Кроме того, стереолитография в сочетании с послойной рентгеновской фотографией (КТ) позволяет легко воспроизводить модели человеческих органов, предоставляя новые возможности для медицинских исследований и лечения.
3. Архитектура и инженерия: В области архитектуры и инженерного проектирования стереолитография может использоваться для изготовления архитектурных моделей и моделей для экспериментов с жидкостями, что помогает проектировщикам лучше понимать и оптимизировать варианты проектирования.
4. Научные интересы: Стереолитография также широко используется в научных исследованиях, например, для создания точных молекулярных моделей для химических и биологических исследований. Кроме того, она может использоваться для воспроизведения археологических артефактов, оказывая важную поддержку археологическим исследованиям.
5. Инновации в сфере искусства и культуры: В области художественного и культурного творчества стереолитография может использоваться для создания произведений искусства и моделей сложной формы, предоставляя художникам больше творческого вдохновения и возможностей.

Каковы тенденции развития технологии стереолитографии?

По мере развития технологий совершенствуются и технологии соглашений об уровне обслуживания (SLA):

• Увеличение скорости печати: за счет усовершенствования метода лазерного сканирования, использования видеопроекторов и других технологий можно увеличить скорость печати по технологии SLA.
• Снижение затрат: Благодаря расширению масштабов производства и совершенствованию технологий, стоимость SLA-принтеров постепенно снижается, что делает эту технологию более доступной для большего числа предприятий и частных лиц.
• Расширение областей применения: С углублением исследований в области технологии SLA ее применение в аэрокосмической, автомобильной и других отраслях будет продолжать расширяться.

Краткое содержание

Стереолитография основана на принципе фотополимеризации , используя УФ-чувствительные смолы для создания 3D-моделей, что позволяет быстро создавать прототипы и производить высокоточные компоненты. Стереолитография занимает важное место в области 3D-печати благодаря своей высокой точности, разнообразию материалов и послойной структуре. С непрерывным развитием технологий и расширением областей применения технология SLA будет и дальше привносить инновации и изменения в область производства и прототипирования.

Отказ от ответственности

Информация на этой странице представлена ​​исключительно в ознакомительных целях. Компания LS не предоставляет никаких явных или подразумеваемых заверений или гарантий относительно точности, полноты или достоверности представленной информации. Не следует делать выводов о параметрах производительности, геометрических допусках, конкретных конструктивных особенностях, качестве и типе материалов или качестве изготовления относительно того, что будет поставлено сторонним поставщиком или производителем через сеть Longsheng. Ответственность за определение конкретных требований к деталям лежит на покупателе , запрашивающем ценовое предложение . Для получения дополнительной информации , пожалуйста, свяжитесь с нами .

Команда LS

LS — ведущая компания в отрасли, специализирующаяся на индивидуальных производственных решениях. Имея более чем 20-летний опыт работы с более чем 5000 клиентами, мы специализируемся на высокоточной обработке на станках с ЧПУ , изготовлении изделий из листового металла , 3D-печати , литье под давлением , штамповке металла и других комплексных производственных услугах.
Наш завод оснащен более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами и сертифицирован по стандарту ISO 9001:2015. Мы предоставляем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения клиентам в более чем 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или массовая индивидуализация, мы можем удовлетворить ваши потребности с самой быстрой доставкой в ​​течение 24 часов. Выбирая LS Technology , вы выбираете эффективность, качество и профессионализм.
Для получения более подробной информации посетите наш веб-сайт: www.lsrpf.com

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое стереолитография и как она работает?

Стереолитография — это технология аддитивного производства, использующая жидкие фоточувствительные смолы в качестве материалов и ультрафиолетовые лазеры для послойного отверждения этих смол с целью создания трехмерных объектов. В ходе выполнения конкретной задачи лазерный луч сканируется по точкам на поверхности жидкой смолы под управлением компьютера на основе заданных данных 3D-модели. Облученная лазером смола подвергается фотополимеризации и быстро переходит из жидкого состояния в твердое. Этот процесс выполняется послойно до тех пор, пока весь объект не будет полностью напечатан.

2. Как работает SLA-принтер?

SLA-принтеры работают по тому же принципу, что и технология стереолитографии. Они используют УФ-лазерный луч для облучения жидкой фоточувствительной смолы, вызывая ее послойное затвердевание в фиксированном положении для формирования объекта. Внутри принтера находится подъемная платформа, которая перемещается по резервуару со смолой, обеспечивая затвердевание каждого слоя и точное затвердевание следующего слоя. Весь процесс печати точно контролируется компьютером, чтобы гарантировать соответствие напечатанного объекта заданной 3D-модели.

3. В чём заключается принцип процесса стереолитографии?

Принцип процесса стереолитографии основан на фотополимеризации жидких фотополимеров. При облучении жидкой фоточувствительной смолы ультрафиолетовым светом фоточувствительные молекулы в смоле вступают в химическую реакцию, образуя полимер и затвердевая. Этот процесс отверждения происходит быстро и точно, что позволяет SLA-принтерам создавать 3D-объекты слой за слоем. В то же время, благодаря фокусирующим свойствам УФ-излучения, SLA-принтеры могут достигать высокоточных результатов печати.

4. Чем технология SLA отличается от технологии FDM-печати?

Между SLA- и FDM-печатью существует множество различий: Точность и качество поверхности: SLA-печать обеспечивает более высокую точность и более деликатную обработку поверхности, что делает её подходящей для печати сложных и тонких моделей. Хотя FDM-печать также позволяет печатать трёхмерные объекты, поверхность может быть многослойной и относительно неточной. Скорость печати: Она зависит от конкретной модели принтера, а также от размера и сложности печатаемого объекта. В целом, FDM-принтеры могут быть быстрее при печати больших объектов, поскольку они непосредственно создают объекты путём нанесения расплавленного материала. SLA-принтеры могут иметь преимущество при работе с небольшими или сложными объектами, но общая скорость печати может варьироваться в зависимости от траектории лазерного сканирования и времени. Стоимость и материалы: SLA-принтеры, как правило, дороже и требуют больше материалов и оборудования. В то же время стоимость жидких фотополимерных смол, используемых в SLA, сравнительно высока. FDM-принтеры, с другой стороны, чаще используются для изготовления инструментов и крупных деталей благодаря своей стабильности и низкой стоимости. Используемый ими термопластичный филамент относительно недорог.

Ресурс

стереолитографическая технология

Применение стереолитографии в сложных операциях на позвоночнике.

Применение методов стереолитографии в быстром производстве деталей, изготовленных методом литья под давлением из металла.