Guia d’impressió 3D d’estereolitografia (SLA)

Entre els nombrosos processos d’impressió 3D de resina, la tecnologia d’impressió 3D d’estereolitografia (SLA) s’ha convertit en la més comuna i popular pel seu excel·lent rendiment. Pot produir prototips isotròpics, isotròpics, isotròpics i parts acabades per satisfer diverses necessitats de producció.
Les parts produïdes perImpressores SLA 3D No només hi ha una sèrie de propietats de material avançat que es poden adaptar als requisits d’ús de diferents escenaris; El seu excel·lent acabat superficial fa que la textura del producte sigui delicada i exquisida; I la seva fina pantalla de funcions pot restaurar amb precisió els detalls del disseny i adonar -se de la construcció d’estructures complexes. En aquesta guia detallada, tindreu una comprensió profunda del mecanisme de funcionament deImpressores 3D de resina SLA, explora per què són àmpliament utilitzats per milers de professionals i sabeu com es poden integrar les impressores SLA al vostre flux de treball per aportar beneficis importants al vostre treball.



Taula de continguts
 

1. Què és la impressió SLA 3D?

1.1 Com funciona la tecnologia SLA 3D

2. Una breu història de l’estereolitografia

3. Impressores SLA 3D d'escriptori pertorben el mercat

4. Flux de treball d’impressió SLA 3D
4.1Design Stage
4.2 Imprimació Etapa
Etapa de processament 4.3Post

5. Per què triar la impressió SLA 3D?
5.1Velocitat i sortida
5.2Versatilitat del material
5.3Precisió i precisió
5.4Característiques fines i acabat de superfície llis

6. Aplicacions de la tecnologia d’impressió SLA 3D

7. Materials d'impressió SLA 3D


1. Què és la impressió SLA 3D?

 

L’estereolitografia (també coneguda com a fotopolimerització de l’IVA o la impressió 3D de resina) és un procés de fabricació additiva que utilitza una font de llum per curar la resina líquida en plàstic endurit. La impressió SLA 3D és la més ràpida, amb la màxima resolució i precisió, els detalls més nítids i l’acabat superficial més suau a tot el camp de tecnologia d’impressió 3D. A més, la tecnologia d’impressió 3D de resina té un altre avantatge destacat: la diversitat de materials. Els fabricants de materials han desenvolupat formulacions innovadores de resina SLA que tenen una àmplia gamma de propietats òptiques, mecàniques i tèrmiques que es poden combinar completament amb termoplàstics estàndard, d’enginyeria i industrial.
 

Amb l’avançament continu del maquinari d’impressió 3D, el programari i la ciència de materials, la tecnologia SLA s’ha tornat més assequible i accessible, permetent a les empreses transformar els seus models de prototipat, proves i producció. Les peces impreses SLA 3D s’han utilitzat àmpliament en diverses indústries, com ara fabricar productes acabats, peces de recanvi industrial, ajudes de fabricació, eines, etc. El seu acabat superficial suau i les seves estretes toleràncies el converteixen en una elecció ideal per a conjunts de diverses peces, productes de consum o peces de revisió del disseny final.


 

Ara que hi ha fluxos de treball assequibles i fàcils d’utilitzar, les empreses de totes les mides tenen l’oportunitat de portar la impressió 3D d’alta qualitat a casa. L’aplicació d’aquesta tecnologia ha ajudat a milers de professionals a reduir els costos operatius, augmentar l’eficiència i crear models de negoci completament nous.

1.1 Com funciona la tecnologia SLA 3D
 

El principi de treball de la tecnologia d’impressió SLA 3D es basa en l’ús de la llum per solidificar la resina líquida en un objecte tridimensional. El mètode específic és exposar el barril de resina o el dipòsit de resina a la font de llum per endurir la resina líquida. A les impressores tradicionals de dalt a baix, la font de llum es troba a sobre del barril de resina líquida i la llum irradia la resina líquida de dalt a baix. El 2011, la tecnologia d’estereolitografia invertida llançada pels cofundadors de Formlabs Max Lobovsky, David Cranor i Natan Linder van anul·lar el disseny tradicional i van col·locar la font de llum per sota del dipòsit de resina. Quan es treballa, la secció transversal de la part es dibuixa per primera vegada a la capa de resina inferior. A mesura que la plataforma de creació s’aixeca, la resina líquida fluirà naturalment sota la capa solidificada per completar el reompliment de la capa de resina. Repetir aquest procés pot imprimir objectes tridimensionals complexos.


 

Hi ha moltes innovacions en la tecnologia d’estereolitografia invertida, entre les quals el disseny del dipòsit de resina inferior transparent (eventualment flexible) té una gran importància. Aquest disseny no només permet fabricar impressores SLA 3D invertides més grans, sinó que la seva superfície flexible també pot reduir eficaçment la força de pelat i millorar l'estabilitat i l'eficiència d'impressió.
 

Les impressores SLA 3D utilitzen materials termosetting fotosensibles - resines. Quan les resines SLA s’exposen a la llum d’una longitud d’ona específica, les cadenes moleculars curtes internes es connecten ràpidament i els monòmers i oligòmers polimeritzen en formes geomètriques rígides o flexibles per aconseguir solidificació.

En l'última dècada, han sorgit nous processos d'impressió de resina 3D, basats principalment en el tipus de font de llum utilitzada. Els processos comuns inclouen: estereolitografia basada en làser (SLA), que utilitza l’alta densitat d’energia dels làsers per curar amb precisió les resines; Processament de llum digital (DLP), que utilitza dispositius digitals de micromirror per canviar ràpidament els patrons de llum per curar les resines; Màscara estereolitografia (MSLA, sovint utilitzada de forma intercanviable amb impressió 3D LCD), que utilitza una pantalla LCD com a màscara per controlar la zona on la llum s’irradia. Per exemple, el motor d’impressió de Low Force ™ (LFD) de Formlabs és una forma avançada d’impressió MSLA 3D.


 

El flux de treball d’impressió SLA 3D és senzill. Després de la impressió, les parts s’han de netejar amb alcohol o èter per eliminar l’excés de resina líquida a la superfície. Després, depenent del material, es pot requerir un pas després de la curació per completar la polimerització de la part i assolir les seves propietats òptimes del material. Es poden realitzar altres tractaments posteriors com ara pintar, recobriment o electroplenar per complir els requisits específics d'aplicació o estètica.

2. Una breu història de l’estereolitografia


 

L’estereolitografia es remunta a principis dels anys vuitanta, quan el investigador japonès el doctor Hideo Kodama va ser pionera en el modern mètode de capes de curació de fotopolímers amb llum UV, que es va convertir en el prototip de l’estereolitografia. Charles (Chuck) W. Hull va encunyar el terme "estereolitografia" i va obtenir amb èxit una patent per a la tecnologia el 1986. El mateix any va fundar sistemes 3D i va comercialitzar oficialment estereolitografia, obrint un nou capítol en la seva aplicació en l'àmbit industrial. Hull va descriure la tecnologia com a creació d'objectes 3D mitjançant "imprimint" capes fines de materials que es poden curar amb llum UV.
 

Tot i que l’estereolitografia va néixer precoçment, no va ser la primera tecnologia d’impressió en 3D per obtenir popularitat generalitzada. A finals dels anys 2000, a mesura que caducaven patents relacionades, les impressores 3D de modelització de deposició de deposició fosa de forma petita (FDM) van aparèixer al mercat. Un cop llançada aquesta tecnologia d’extrusió assequible, va desencadenar la primera onada d’aplicació generalitzada i el reconeixement de la tecnologia d’impressió 3D, ampliant molt l’abast de l’aplicació de la fabricació additiva. Tanmateix, les impressores 3D FDM tenen certes limitacions per satisfer diverses necessitats professionals i no poden cobrir completament tots els escenaris de sol·licitud. Això també va provocar la innovació contínua de la tecnologia d’estereolitografia en un desenvolupament posterior a adaptar -se a necessitats més diverses.

3. Impressores SLA 3D d'escriptori pertorben el mercat

 

En el desenvolupament de la tecnologia d’impressió 3D,Impressora 3D de l'escriptori SLAhan provocat canvis de mercat. Anteriorment, la impressió 3D d'alta resolució es basava en grans sistemes industrials, que eren costosos i ocupaven una gran àrea. Les impressores SLA d'escriptori van trencar aquesta situació amb el seu cos compacte i el seu preu assequible, fent que la impressió 3D d'alta resolució sigui popular.

La primera solució d’estereolitografia invertida té una gran importància. Permet als diferents clients accedir a la tecnologia d’impressió SLA 3D i el seu prototip posa les bases per al desenvolupament tecnològic posterior. El 2015, el nombre de materials compatibles va augmentar, ajudant la innovació en diverses indústries com ara el disseny de productes, la fabricació d’enginyeria, l’odontologia i les joies. El 2019, es va utilitzar el dipòsit de resina de fons flexible per reduir la força de pelat, millorar la qualitat de la impressió i ampliar l’abast de l’aplicació. Avui en dia, la tecnologia d’estereolitografia s’ha convertit en un dels processos d’impressió 3D de plàstic madurs amb una forta competitivitat.


4.Sla Flux de treball d’impressió 3D

Fase 4.1Design



Utilitzeu dades de programari CAD o d’exploració 3D per dissenyar un model 3D i exportar -lo al format STL o OBJ. Importeu el programari de preparació d'impressió, configureu els paràmetres i talleu -lo, com ara el programari de preformació, que pot generar suports automàticament i determinar la direcció d'impressió. Els usuaris avançats també poden superar les parts per a la tecnologia SLA per estalviar materials.
 

4.2 Fase d’impressió


Un cop finalitzada la configuració de disseny i paràmetres, el programari de preparació d’impressió transmet dades a la impressora a través de la xarxa, USB o Ethernet. El dipòsit de resina extraïble i la plataforma de la impressora SLA invertida són convenients per canviar materials i impressió nova.

 

Fase de processament de 4.3Post

La majoria de les impressores SLA han de raspar manualment les parts, però la plataforma de creació flexiona i Flex L pot eliminar ràpidament les parts per reduir els danys. Després d’eliminar -los, netegeu -los amb alcohol isopropílic o èter i utilitzeu el dispositiu de rentat de forma per simplificar el procés. Alguns materials han de ser curats després de rentar-se i assecar-se. La cura de la forma pot controlar amb precisió la temperatura i la llum per assegurar l'efecte de curació. Finalment, s’eliminen els suports i les marques de mòlta, i les parts SLA també es poden processar, pintar o processar més per mòlta, electroplatació, etc. per complir els requisits d’aplicació diferents.

5. Per què triar la impressió SLA 3D?
 

5.1 Velocitat i sortida
En la tecnologia d’impressió 3D, la impressió SLA 3D és la més ràpida i el guariment SLA impulsat per làser és més lent que DLP o MSLA. Admet resina ràpida del model, amb una velocitat de 100 mm/hora, i es pot imprimir en dues hores, amb múltiples iteracions al dia. Pot aconseguir un disseny i una fabricació de mida humana, amb la majoria de construccions realitzades en sis hores i la producció gran o per lots es pot completar en un dia.
 

 

5.2 Versatilitat del material
Els materials d'impressió SLA 3D són rics, amb centenars de fórmules de resina, que es poden omplir amb materials auxiliars, tenint en compte diferents propietats i duresa mecàniques, que cobreixen materials en diverses indústries. Els fabricants de la impressora tenen modes de plataforma oberta autònoms o de plataforma blanca. Tot i que diferent dels termoplàstics tradicionals, hi ha resines SLA adequades per a gairebé totes les aplicacions.

 

5.3 Precisió i precisió
La precisió i la precisió són fonamentals per a diverses indústries i la impressió SLA és una de les solucions d’impressió 3D d’alta precisió. La precisió es refereix al grau de concordança amb la mida del model CAD, i la precisió és el grau de producció repetida de la mateixa mida. La precisió de les impressores SLA 3D de qualitat professional es troba entre el processament estàndard i el bon processament i es veu afectada per la font de llum, la qualitat dels components, la calibració del disseny d’enginyeria i els materials. Els materials rígids són més precisos. , pot imprimir amb alta precisió, el seu entorn tancat escalfat i la impressió a baixa temperatura redueixen l’impacte de l’expansió i la contracció tèrmiques, i el motor d’impressió LFD i la baixa força de pelat garanteixen la precisió de les parts.

 

5.4 Característiques fines i acabat de superfície llis
Les impressores SLA 3D són el punt de referència per fabricar superfícies llises i funcions fines. La superfície de les parts impreses és llisa, sense gairebé línies de capes i no requereix gaire post-processament. L’aspecte és comparable a la fabricació tradicional. En comparació amb FDM i SLS, SLA pot aconseguir funcions més fines i mides més petites, un control de llum més precís i pot imprimir petites característiques i parets primes.

6. Aplicacions de la tecnologia d’impressió SLA 3D
Les peces impreses de resina 3D acceleren la innovació i donen suport a les empreses en diverses indústries amb materials avançats, processos d’alta precisió i convenients. Els costos reduïts fan que sigui més econòmic i fàcil d’expandir, i les aplicacions d’ús final i la personalització de masses són cada cop més habituals.
 

1. Fabricació



En comparació amb la fabricació tradicional, els fabricants utilitzen la impressió 3D per fer eines de prototip, eines personalitzades, motlles i ajudes de fabricació per reduir costos i el temps de canvi, optimitzar els processos de producció i millorar la qualitat i l'eficiència. Cobreix les ajudes de fabricació (jigs i accessoris), fabricació ràpida de motlles (injecció, premsat en calent, silicona, modelat de cops), fosa de metalls, lot petit i producció personalitzada a gran escala.

 

2. Automoció



La indústria de l’automòbil utilitza tecnologia d’impressió SLA 3D per fabricar diverses parts durant tot el procés, des de models conceptuals fins a parts posteriors a la venda, que impliquen prototipat ràpid (models conceptuals, fabricació funcional de prototips, proves de verificació), fabricació ràpida de motlles, ajudes de fabricació i acabats, postvenda i peces personalitzades.
 

3. Aeroespace

Les peces impreses SLA 3D s’utilitzen per a proves d’espai, fabricació i proves d’aviació comercial, prototipat i fabricació a la indústria aeroespacial. S’aplica a prototipat ràpid (proves de túnel de vent), fabricació ràpida de motlles, ajudes de fabricació i acabats, reemplaçament i peces personalitzades.

4. Odontologia



L’odontologia digital utilitza la impressió 3D per reduir els riscos i proporcionar productes i instruments personalitzats d’alta precisió, inclosos models de corona i pont, alineadors clars i models de retenció d’Holley, guies quirúrgiques, fèrules i pastilles de picada, models per a castits i premsates i dentadures.
 

5. Mèdic
 

La tecnologia d’impressió 3D professional d’escriptori ajuda als metges a proporcionar plans i equips de tractament personalitzats, estalvi de temps i cost, i s’aplica a models anatòmics, dispositius mèdics i instruments quirúrgics, ortotics i restauracions per a la planificació quirúrgica.
 

6. Jewelry



La indústria de la joieria utilitza impressió CAD i 3D per a un prototipat ràpid per satisfer les necessitats dels clients i produir productes acabats que es poden emetre directament, que s’apliquen a la colada de cera perduda (colada d’inversions), prototips personalitzats d’alta fidelitat i motlles mestres per modelar de goma.

7. Materials d'impressió SLA 3D
 

Resines d’enginyeria

En el camp de l’enginyeria i la fabricació, el rendiment del material està relacionat amb la qualitat del producte i l’eficiència de la producció. Com a material altament ple de vidre, la resina Xinshan pot romandre estable i no deformar-se quan està sotmesa a grans càrregues. És una opció ideal per a aplicacions amb requisits d’alta rigidesa com ara modelat per injecció, que proporciona garantia per a la fabricació de peces industrials d’alta precisió i d’alta resistència. Les resines d’enginyeria de Xinshan estan formulades per a necessitats complexes i superen els materials comuns com ara l’ABS, la silicona i la peek. La línia de productes és rica, incloent materials rígids d’alta duresa, materials sòlids resistents a l’impacte, materials flexibles resistents a la flexió, resines funcionals especials com ara antipàtics i retornats de flama, així com materials tecnològics d’avantguarda com ara la impressió 3D de ceràmica i silicona, ampliant els límits de la impressió 3D d’escriptori, ajudant a noves aplicacions, simplificant processos i proves de camp.
 

Resines dentals

Les resines dentals de Xinshan han revolucionat el camp dental i poden fabricar ràpidament dispositius biocompatibles com ara alineadors transparents i guies quirúrgiques i també poden proporcionar solucions de gran qualitat per a aplicacions intraorals avançades com ara dentadures completes. Xinshan crea un flux de treball racionalitzat i integrat per a professionals dentals, i cada enllaç està dissenyat amb cura per garantir la producció de parts precises sense ajustaments i calibracions tedioses.
 

Resines de joieria

A la indústria de la joieria, la personalització i el perfeccionament són clau, i les resines de joieria són materials clau per a la producció i la producció de joieria personalitzada. Les noves resines de joieria de muntanya restableixen bé els detalls i poden reproduir incrustacions clares, incrustacions de les urpes afilades, etc. Els comerciants de totes les mides poden utilitzar -lo per produir peces de prova, emetre joies personalitzades o mestres de motlle reutilitzables perquè els clients satisfan les necessitats personalitzades, redueixin costos i promoguin la innovació en la indústria de la joieria.

 

Amb els seus avantatges únics, la tecnologia d’impressió SLA 3D s’ha arrelat en moltes indústries i ha promogut molt els canvis d’innovació i producció. Mirant cap al futur, amb el progrés continu del maquinari, el programari i la ciència de materials, es preveu que la precisió, la velocitat i la diversitat de materials de la impressió SLA 3D millorin i el cost continuarà disminuint. Aquesta tecnologia també ampliarà la seva aplicació en camps més emergents i crearà més possibilitats. Crec que en un futur proper, la tecnologia d’impressió SLA 3D promourà el desenvolupament social com la tecnologia de fabricació tradicional actual i ajudarà a diverses indústries a assolir noves altures.