استریولیتوگرافی (SLA) یا پرینت سه بعدی رزین یکی از محبوب ترین و رایج ترین روش های پرینت در دنیای تولید افزودنی است. این کار با استفاده از یک لیزر کم مصرف برایدتبدیل کردن رزین مایع موجود در یک مخزن به حالت جامد، که معمولاً “vat” نامیده می شود، برای ایجاد شکل سه بعدی مورد نظر کار می کند. اساساً، این فرآیند رزین مایع حساس به نور را به روش لایه به لایه در فرآیندی به نام پلیمریزاسیون نوری به رزین جامد تبدیل می کند.
پرینت سه بعدی SLA یکی از فناوری های اصلی پرینت سه بعدی به همراه مدل سازی رسوب ذوب شده (FDM) و پخت لیزری انتخابی (SLS) است. این محصول به دسته پلیمریزاسیون vat تعلق دارد که به عنوان پرینت سه بعدی رزین نیز شناخته می شود و شامل فناوری های جدیدتری مانند پردازش نور دیجیتال (DLP) و پرینت سه بعدی رزینی مبتنی بر نمایشگر کریستال مایع (LCD) است.
در این مقاله، اصول اولیه پرینت سه بعدی رزین یا SLA و همچنین مقایسه آن با سایر فناوری های رایج را مورد بحث قرار خواهیم داد.
با اینکه فناوری پرینت سه بعدی رزین یا همان SLA محبوبیت کمتری نسبت به پرینت سه بعدی FDM در موضوعات سرگرمی دارد اما فناری پرینتر سه بعدی SLA در واقع قدیمی ترین تکنیک پرینت سه بعدی یا تولید افزودنی و یکی از محبوب ترین ها در محیط های صنعتی است. این فناوری و اصطلاح در سال 1986 توسط چاک هال، موسس شرکت پرینتر سه بعدی Systems 3D ایجاد شد. به گفته وی، SLA روشی برای ایجاد اشیاء سه بعدی با «پرینت» متوالی لایه‌ها است، که منظور او از آن، پخت لایه به لایه یک ماده (رزین) حساس به نور است.
پرینت سه بعدی رزین یا همان SLA اولین ورود به حوزه نمونه سازی سریع در طول دهه 1980 بود و به پیشرفت خود در یک فناوری پرکاربرد ادامه داد. در سال 1992، شرکت Systems 3D اولین دستگاه پرینتر سه بعدی SLA در جهان را ایجاد کرد که ساخت قطعات پیچیده را در کسری از زمانی که معمولاً طول می‌کشد، ممکن می‌سازد. علیرغم اینکه پرینت سه بعدی رزین اولین فرآیند تولید افزودنی در بازار است، فرآیندی است که جزیی ترین قطعات و صاف ترین سطح را از طریق پرینت سه بعدی تولید می کند.
قسمت های پرینتر سه بعدی رزین:
هر پرینتر سه بعدی استاندارد SLA معمولاً از چهار بخش اصلی تشکیل شده است:
- مخزن رزین VAT: این به عنوان مخزن فتوپلیمر مایع است که معمولاً یک پلاستیک شفاف و مایع به نام “رزین” است.
- صفحه پرینت: صفحه به داخل مخزن پایین می آید و می تواند طبق فرآیند پرینت سه بعدی بالا و پایین حرکت کند.
- لیزر فرابنفش: لیزر، لایه ها را کیور می کند(به حالت جامد در می آورد).
- رابط کامپیوتر: یک رابط قابل دسترسی بر روی خود پرینتر سه بعدی، هم صفحه ساخت و هم حرکات لیزر را مدیریت می کند.
در این مرحله، شایان ذکر است که اکثر پرینترهای سه بعدی SLA رومیزی به صورت وارونه کار می کنند. یعنی لیزر به سمت پلت فرم ساخت که از پایین شروع می شود و به صورت تدریجی بالا می رود اشاره می کند. این به جای “از بالا به پایین” به عنوان “پایین به بالا” شناخته می شود.
در صورتی که پرینتر سه بعدی شما به هر دلیلی دچار مشکل شده، با خیال راحت عیب یابی و تعمیر آن را به ما بسپارید.
از طراحی تا پرینت سه بعدی
همانطور که در مورد بسیاری از فرآیندهای پرینت سه بعدی وجود دارد، اولین مرحله شامل طراحی یک مدل سه بعدی از طریق CAD یا نرم افزار مدل سازی است.
فایل های CAD به دست آمده نمایش دیجیتالی از شی مورد نظر هستند.
برای طراحی سه بعدی محصولات خود می توانید با ما تماس بگیرید.
سپس فایل های CAD باید به فایل های STL تبدیل شوند. زبان استاندارد Tessellation (STL) ، یا “زبان مثلث استاندارد”، فرمت فایلی است که برای پرینت سه بعدی استریولیتوگرافی ایجاد شده است. منشاء فایل STL در یک مجموعه نرم افزاری بود که توسط گروه مشاور Abert به طور خاص برای سیستم های سه بعدی در سال 1987 ایجاد شد. فایل های STL هندسه سطح شی 3 بعدی را توصیف می کند، بدون توجه به سایر ویژگی های معمول مدل CAD ، مانند رنگ و بافت.
مرحله پیش از پرینت بارگذاری یک فایل STL در نرم افزار اسلایسر سه بعدی است که معمولاً توسط سازنده ارائه می شود. سپس این نرم افزار مجموعه ای از دستورات حرکتی را تولید می کند که توسط پرینتر سه بعدی قابل درک است.
پرینت سه بعدی با پرینتر رزین:
هنگامی که فرآیند پرینت سه بعدی شروع می شود، لیزر به الگویی به نام “لایه” در داخل vat هدایت می شود. هر جا لیزر برخورد کند، ررزین مایع به جامد تبدیل می شود. لیزر و رزین مایع دو جزء مورد نیاز برای این فوتوپلیمریزاسیون هستند که لیزر جنبه فوتون را ارائه می دهد. لیزر معمولاً توسط یک سیستم آینه ای کنترل شده توسط کامپیوتر به نام «گالوانومتر» یا به اختصار «گالو» به مختصات مناسب هدایت می شود.
پس از اولین لایه، صفحه ساخت با توجه به ضخامت لایه (که معمولاً حدود 0.1 میلی متر است) بلند می شود، سپس رزین اضافی در زیر قسمت پرینت شده از قبل جریان می یابد. سپس لیزر سطح مقطع بعدی را جامد می کند و این روند تا زمانی که کل قسمت کامل شود تکرار می شود. رزینی که لیزر آن را لمس نمی‌کند در مخزن رزین باقی می‌ماند و قابل استفاده مجدد است.
شما می توانید انجام پروژه های پرینت سه بعدی با رزین خودد را به ما بسپارید.
پسا پردازش بر روی پرینت سه بعدی رزین:
در پایان فرآیند پرینت سه بعدی سفحه ساخت از مخزن رزین خارج شده و قطعه پرینت شده از صفحه ساخت جدا می شود، رزین اضافی با الکل شسته می شود، سپس در یک محفظه پخت UV قرار می گیرد. پختن قطعات پس از پرینت سه بعدی، اجسام را قادر می سازد تا به بالاترین قدرت ممکن برسند و پایدارتر شوند. این پسا کیورینگ اجازه می دهد تا عمل آوری لایه واقعی با حداقل توان مورد نیاز اتفاق بیفتد، که روند کلی را سرعت می بخشد.
مقایسه پرینتر سه بعدی رزین و DLP
در طی چند سال گذشته، فناوری های جدید پرینت سه بعدی رزین، یعنی پرینت سه بعدی DLP و LCD ظهور کرده‌اند. برخلاف پرینت سه بعدی DLP ، پرینت سه بعدی SLA یک پروژکتور دیجیتال برای فلاش زدن یک تصویر از هر لایه در کل پلت فرم استفاده می کند. از آنجایی که پروژکتور یک دستگاه میکرو آینه دیجیتال است، هر لایه از پیکسل هایی با فاصله ای بین آنها تشکیل شده است. بنابراین، وضوح پرینتر DLP با اندازه پیکسل و گام مطابقت دارد، در حالی که با SLA ، اندازه نقطه لیزری است.
پرینت سه بعدی رزین ال سی دی مشابه DLP است، اما به جای پروژکتور، از صفحه نمایش LCD به عنوان منبع نور استفاده می شود. این یک ماسک عکس از هر لایه را نمایش می دهد و همچنین از پیکسل های مربع تشکیل شده است. این فناوری همچنین به عنوان استریولیتوگرافی ماسک‌دار (MSLA) شناخته می‌شود، و به لطف هزینه پایین واحدهای LCD ، این پرینترهای سه بعدی رزینی در سال‌های اخیر گسترش یافته‌اند، با مدل‌های متنوع پرینتر سه بعدی به همه از علاقمندان گرفته تا تولیدکنندگان صنعتی خدمات ارائه می‌دهند.
مزایا و معایب پرینت سه بعدی رزین (SLA)
استریولیتوگرافی یا پرینت سه بعدی رزین با تمام دقت و کیفیت خود در هنگام پرینت سه بعدی کم و کاستی هایی نیز دارد که در این قسمت به آنها اشاره خواهیم کرد.
مزایای پرینت سه بعدی رزین (SLA)
- دقت بالای پرینت سه بعدی رزین.
- کیفیت بالا و جزئیات دقیق پرینتر سه بعدی رزین.
- امکان پرینت سه بعدی گوشه های تیز و اشکال هندسی پیچیده.
- توانایی پرینت سه بعدی دیواره ها با ضخامت 10 میکرومتر.
- امکان پرینت سه بعدی با تلرانسی در حدود0.127 -/+ میلی‌متر با پرینتر سه بعدی رزین.
معایب پرینت سه بعدی رزین (SLA)
- زمان بر بودن پرینت سه بعدی رزین.
- در پرینت سه بعدی رزین شیب های تند و برآمدگی ها نیاز به ساپورت دارند.
- اکثر رزین های استاندارد در پرینت سه بعدی رزین نسبتاً شکننده هستند.
- رزین های پرینت سه بعدی اغلب انحصاری هستند.
- قیمت رزین های پرینتر سه بعدی SLA معمولا بالاست.
به طور کلی دنیای پرینت و پرینتر های سه بعدی در گذر سالیان اخیر به چنان پیشرفتی دست یافته است که شما می توانید برای هر کار و هر محصول مورد نیاز خود پرینتر سه بعدی مناسب خود را خریداری کده و یا بسازید.
برای آشنایی با انواع فناوری های پرینت سه بعدی می توانید مقاله دکتر پرینتر را مطالعه نمایید.
پرینتر های سه بعدی رزین یا SLA معمولا برای قطعاتی که نیاز به سطحی صافو سیغلی دارند استفاده می شود، همچنین در جواهر سازی و دندان سازی نیز کاربرد زیادی دارد.
امیدواریم این مقاله برای شما مفید بوده باشد.