استریولیتوگرافی و نحوه عملکرد آن

  
SLA یکی از رایج ترین و محبوب ترین روش های چاپ در حوزه تولید افزودنی است. در این روش از لیزر کم مصرف برای سخت کردن مایع رزینی که در یک مخزن وجود دارد استفاده می شود. این مخزن Vat نامیده می شود و شکل سه بعدی ایجاد می شود. در این روش پلاستیک مایعی که به نور لیزر حساس است به صورت لایه لایه طی فرایندی که پلیمریزاسیون نامیده می شود، به پلاستیک جامد تبدیل می شود و در نهایت قطعه آماده می شود.
SLA یکی از قدیمی ترین تکنیک ها در تولید افزودنی است و حتی به روشی محبوب برای محیط های صنعتی نیز تبدیل شده است. در سال 1986 این فناوری توسط چاک هال ایجاد شد. چاک هال عنوان کرد این روش برای ایجاد اشیاء سه بعدی با چاپ متوالی لایه ها می باشد.
در سال های اخیر SLA پیشرفت چشم گیری داشته است و به یک فناوری پرکاربرد تبدیل شده است. در سال 1992 شرکت 3D Systems ادعا کرد که با این دستگاه قطعات پیچیده در کسری از زمان ساخته می شوند و می توان جزئی ترین و صاف ترین قطعات را با آن ایجاد کرد.
 
پرینتر sla

اجزای سازنده SLA

به طور کلی هر پرینتر سه بعدی SLA دارای چهار بخش اصلی می باشد:
Vat: منظور از Vat منبع فتوپلیمر مایع است که معمولا پلاستیک شفافی به نام رزین است.
Build Platform (سکوی ساخت): این سکو می تواند طبق فرایند چاپ به بالا و پایین حرکت کند.
Ultraviolet Laser (لیزر فرابنفش): این لیزر باعث می شود تا مایع به جامد تبدیل شود و شکل نهایی ایجاد شود.
Computer interface (رابط کامپیوتر): این رابط را می توان بر روی چاپگر نصب کرد و پلت فرم و حرکات لیزر را مدیریت کرد.
شاید جالب است بدانید که اکثر پرینترهای SLA به صورت وارونه کار می کنند، به این صورت که لیزر به جای اینکه از بالا به پایین حرکت کند، از پایین به بالا به پلت فرم می تابد.
 
چاپگر سه بعدی SLA

چگونگی کار SLA

در این روش هم مانند سایر روش های تولید افزودنی در اولین مرحله باید یک مدل سه بعدی از طریق نرم افزارهای طراحی ایجاد شود و فایل به دست آمده نمایش دیجیتالی از شیء مورد نظر است.
مرحله بعدی تبدیل فایل دیجیتال به فایل با پسوند STL می باشد. این پسوند زبان و فرمت استاندارد برای چاپ با دستگاه استریولیتوگرافی می باشد. این پسوند در سال 1987 به طور خاص برای سیستم های سه بعدی توسط گروه Abert ایجاد شد. این فایل هندسه سطح را به صورت سه بعدی و بدون ویژگی های معمول مانند رنگ و بافت توصیف می کند.
هنگامی که فایل STL به دستگاه فرستاده می شود و کار چاپ آغاز می شود، لیزر با الگویی که لایه نام دارد، به داخل vat هدایت می شود. هر نقطه ای که به لیزر برخورد کند، مایع به جامد تبدیل می شود. در این فرایند فتوپلیمریزاسیون لیزر و پلاستیک دو جزء مورد نیاز هستند و لیزر جنبه فوتونی دارد. لیزر معمولا توسط سیستم آینه ای به نام گالوانومتر یا گالو به مختصات مناسب هدایت می شود.
پس از اینکه اولین لایه ایجاد شد، پلت فرم چیزی حدود 0.1 میلی متر که البته بستگی به ضخامت لایه دارد، بلند می شود و رزین اضافی در زیر قسمت چاپ شده جریان پیدا می کند. لیزر سطح مقطع بعدی را جامد می کند و این پروسه تا زمان کامل شدن قطعه تکرار می شود. آن رزینی که لیزر آن را لمس نمی کند در مخزن باقی می ماند و دوباره قابل استفاده می باشد.
 
چاپ رزینی

مرحله پس پردازش

پس از اینکه قطعه به طور کامل چاپ شد باید آن را از مخزن خارج کرد. وقتی که مدل از پلت فرم جدا شد، باید با الکل، رزین اضافی را شست و در محفظه پخت UV قرار داد. این مرحله باعث می شود تا اجسام بسیار محکم و پایدار شوند، این مرحله Post-curing  نامیده می شود.
 
چاپ رزینی SLA

فرایندهای جایگزین

اخیرا فناوری های جدید پرینت سه بعدی رزینی مانند DLP و LCD ظهور کرده اند. برخلاف DLP، SLA از یک پروژکتور دیجیتال برای فلاش زدن یک تصویر از هر لایه در کل پلت فرم استفاده می کند. این پروژکتور یک دستگاه میکرو آینه دیجیتال است. وضوح چاپگر SLA اندازه نقطه لیزری است.
پرینت سه بعدی LCD مشابه DLP است، ولی به جای پروژکتور از صفحه نمایش LCD به عنوان منبع نور استفاده می کند.

مزایا و معایب SLA

مزایا

SLA جزء دقیق ترین تکنیک های پرینت سه بعدی در جهان است. با این روش می توان نمونه های اولیه با کیفیت و دقت بسیار بالا ایجاد کرد. دیواره های نازک، گوشه های تیز و اشکال هندسی پیچیده با این روش بسیار دقیق چاپ می شوند.
می توان نمونه هایی با ضخامت 10 میکرومتر و با حداقل اندازه ویژگی که معمولا بین 50 تا 250 میکرومتر است ساخت. اما این مقادیر به ویسکوزیته و رنگدانه مواد بستگی دارد و معمولا ویسکوزیته کم و مقادیر زیاد رنگدانه معمولا بهترین نتیجه را ارائه می دهد.
با SLA  می توان حجم زیادی از قطعه را تولید کرد و یکی از سخت ترین تلرانس های ابعادی در میان بقیه فناوری های نمونه سازی را ارائه می دهد و چیزی حدود ±0.127 میلی متر می باشد.

معایب

یکی از معایبی که این روش دارد زمان زیادی است که برای چاپ هر قطعه صرف می شود. هنگامی که قطعه دارای شیب های تند و برآمدگی های زیاد باشد، معمولا به سازه پشتیبان نیاز است.
رزین ها معمولا انحصاری هستند و نمی توان به راحتی بین چاپگرهای مارک های مختلف مبادله کرد.
 
چاپگر SLA
 

جدیدترین مقالات

مقایسه بین SLA و SLS

 در SLS از لیزر قدرتمند استفاده می شود و دو نوع DMLS و SLM وجود دارد. SLS با پلیمرهایی مانند نایلون کار می کند. SLA نیز از لیزر استفاده می کند، اما این دو به دلیل مو

نیروی محوری

 پبچ ها اجزای مهمی هستند که در انواع محصولات از وسایل نقلیه گرفته تا راه آهن، هواپیما، ساختمان، پل و حتی گوشی کوچکی که در دست شماست، استفاده می شوند. هنگامی که نیروی

استریولیتوگرافی و نحوه عملکرد آن

 می توان گفت استریولیتوگرافی از قدیمی ترین شکل های پرینتر سه بعدی است. در ادامه همه چیز در مورد نحوه عملکرد این فناوری را بررسی می کنیم.

موارد بیشتر