Γνωρίστε την τεχνολογία SLA
Η στερεολιθογραφία (SLA) είναι ένας τύπος τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιεί πηγή υπεριώδης ακτινοβολίας για τη σκλήρυνση ρητίνης μέσω πολυμερισμού, προς δημιουργία ενός στερεού μοντέλου.
Η στερεολιθογραφία (SLA), έχει τις ρίζες της στη δεκαετία του 1980. Το ξεκίνημα της SLA έγινε με την εφεύρεση της διαδικασίας από τον Chuck Hull το 1984. Αυτό σηματοδότησε την έναρξη μιας νέας εποχής στην προσθετική μηχανική, επιτρέποντας τη δημιουργία τρισδιάστατων αντικειμένων στρώμα προς στρώμα. Τα επόμενα χρόνια, η τεχνολογία γνώρισε σημαντικές εξελίξεις, οδηγώντας στην εμφάνιση των εκτυπωτών SLA 1ης γενιάς. Η SLA μέθοδοι 1ης γενιάς χρησιμοποιούσαν λέιζερ για την στερεοποίηση υγρής ρητίνης, βελτιώνοντας την ακρίβεια και την ταχύτητα της εκτύπωσης. Ένα σημαντικό ορόσημο ήρθε με την εισαγωγή της τεχνολογίας ψηφιακής επεξεργασίας φωτός (DLP), όπου ψηφιακά ελεγχόμενα κάτοπτρα πρόβαλαν από μια πηγή φωτός μοτίβα για τη σκλήρυνση της ρητίνης, επιτρέποντας ταχύτερη και αποτελεσματικότερη εκτύπωση. Καθώς η τεχνολογία συνέχισε να εξελίσσεται, η SLA εξελίχθηκε περαιτέρω σε masked SLA, ενσωματώνοντας καινοτόμες τεχνικές για την επιλεκτική σκλήρυνση της ρητίνης μέσω LCD οθόνης. Αυτή η βελτιστοποίηση ενίσχυσε την πολυπλοκότητα των αντικειμένων που μπορούσαν να εκτυπωθούν, καθιστώντας την εκτύπωση SLA μια ευρέως υιοθετημένη και απαραίτητη τεχνολογία για διάφορες βιομηχανίες.
Τι είναι ο πολυμερισμός (Vat Polymerization);
Προτού εξηγήσουμε την διαδικασία εκτύπωσης, πρέπει να εξηγηθεί το είδος του αρχείου το οποίο δέχεται ένας εκτυπωτής. Ένας εκτυπωτής, δουλεύει στρωματικά. Χτίζει δηλαδή την γεωμετρία από κάτω προς τα πάνω βηματικά, με συγκεκριμένο ύψος βήματος. Αυτό που δέχεται λοιπόν σαν αρχείο ο εκτυπωτής είναι όλες οι στρώσεις της εκάστοτε διάτμησης που έγινε στο κομμάτι μέσα από κάποιο slicer λογισμικό (από αρχείο .stl στο εκάστοτε sliced αρχείο που δέχεται ο εκτυπωτής).
Ο πολυμερισμός σε κάδο (Vat Polymerization) είναι η θεμελιώδης διαδικασία πίσω από την τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης SLA. Σε αυτή τη μέθοδο, ως υλικό εκτύπωσης χρησιμοποιείται μια υγρή φωτοπολυμερή ρητίνη, η οποία τοποθετείται εντός του εν λόγου κάδου (ουσιαστικά μιλάμε για ένα ρηχό σχετικά δοχείο). Για να ξεκινήσει η διαδικασία εκτύπωσης, μια πλατφόρμα κατεβαίνει μέσα στη ρητίνη, και στη συνέχεια, ένα λέιζερ, ένας προβολέας DLP ή μια οθόνη LCD (mSLA) εκθέτει επιλεκτικά συγκεκριμένες περιοχές της ρητίνης σύμφωνα με τη διατομή της τρισδιάστατης γεωμετρίας που εκτυπώνεται.
Όταν αυτές οι συγκεκριμένες περιοχές εκτίθενται στην υπεριώδη ακτινοβολία (UV), που παράγει η εκάστοτε πηγή, η ρητίνη υφίσταται μια χημική αντίδραση, γνωστή ως πολυμερισμός, με αποτέλεσμα να στερεοποιείται και να σκληραίνει.
Μόλις ένα στρώμα εκτεθεί και στερεοποιηθεί, η πλατφόρμα κινείται ελαφρώς προς τα κάτω και η διαδικασία επαναλαμβάνεται για το επόμενο στρώμα. Αυτή η προσέγγιση στρώμα προς στρώμα συνεχίζεται μέχρι να εκτυπωθεί ολόκληρο το αντικείμενο. Καθώς το αντικείμενο βγαίνει σταδιακά από την υγρή ρητίνη, η περίσσεια ρητίνης στραγγίζει πίσω στον κάδο, αφήνοντας το ολοκληρωμένο, στερεοποιημένο τρισδιάστατο αντικείμενο.
Όλοι οι παραπάνω παράγοντες επιτρέπουν τη δημιουργία εξαιρετικά λεπτομερών και περίπλοκων αντικειμένων, καθιστώντας την τρισδιάστατη εκτύπωση SLA μια δημοφιλή επιλογή σε διάφορες βιομηχανίες για την παραγωγή πρωτοτύπων, προσαρμοσμένων εξαρτημάτων και περίπλοκων σχεδίων, καθώς μπορούν να δημιουργήσουν τα κομμάτια με την τελική επιφάνεια που θέλει ο χρήστης καθώς και την αντίστοιχη αντοχή από το υλικό.
Τα μέρη του εκτυπωτή.
Η πλέον πιο ακριβής και γρήγορη μέθοδος εκτύπωσης είναι αυτή της LCD μάσκας. Οπότε για να σχηματίσουμε μία πλήρη εικόνα για τα μέρη του εκτυπωτή θα χρησιμοποιήσουμε
τον XiP της Nexa ως παράδειγμα.
1
Ξεκινάμε από το Build Plate το οποίο είναι η πλατφόρμα πάνω στην οποία εκτυπώνονται τα κομμάτια μας.
2
Στην συνέχεια βρίσκεται το δοχείο με στο οποίο είναι τοποθετημένη η μη πολυμερισμένη ρητίνη (Resin Vat).
3
Πάνω στο Vat τοποθετείται μία μεμβράνη που βοηθάει στην εύκολη αποκόλληση των κομματιών από πλευρά που πολυμερίζει η πηγή υπεριώδους ακτινοβολίας την ρητίνη.
4
Μετα βρίσκεται η LCD οθόνη (μάσκα) η οποία επιτρέπει την στοχευμένη διέλευση της UV ακτινοβολίας και οι φακοί εστίασης.
5
Τέλος η LED διάταξη που παράγει την κατάλληλη ακτινοβολία για τον πολυμερισμό της ρητίνης
Η μέθοδος εκτύπωσης SLA αποτελεί μια επαναστατική τεχνολογία, που μπορεί να οδηγήσει την βιομηχανία στην εξέλιξη μέσα από το Industry 4.0. Η υψηλή ακρίβεια, η λεπτομέρεια και οι δυνατότητες υψηλής ανάλυσης την καθιστούν ιδανική επιλογή για την κατασκευή πρωτοτύπων και τη δημιουργία σύνθετων σχεδίων. Επιπλέον, η ταχύτητα και η αποτελεσματικότητα της εκτύπωσης SLA επιτρέπουν ταχείες επαναλήψεις προϊόντων, οδηγώντας σε ταχύτερους κύκλους ανάπτυξης και μειωμένο χρόνο από την σύλληψη της ιδέας στην υλοποίηση της. Η ευελιξία των υλικών, που κυμαίνεται από τυποποιημένες ρητίνες έως εξειδικευμένες ενώσεις, διευρύνει τις δυνατότητες για καινοτόμες εφαρμογές.
Ανακαλύψτε περισσότερα για τους εκτυπωτές της Nexa3D και την τεχνολογία SLA στην ιστοσελίδα μας.
About the Author
Ο Μιχάλης Λάζος είναι Μηχανολόγος μηχανικός με σπουδές στο Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας με ειδικότητα στις τεχνολογίες CAD/CAE για τον σχεδιασμό και αξιολόγηση μηχανολογικών προϊόντων. Ως Design Automation Specialist μπορεί να παρέχει στους συνεργάτες της INNOVATION ERA δυνατότητες αυτοματοποίησης σχεδιασμού σε περιβάλλον SOLIDWORKS, εκμηδενίζοντας τους χρόνους σχεδιασμού. Επιπλέον δεξιότητες αποτελούν οι γνώσεις πάνω στο Additive manufacturing, ενώ παράλληλα ως κάτοχος πιστοποιήσεων για Simulation στο SOLIDWORKS προσφέρει υπηρεσίες CAE πάνω σε αναλύσεις αντοχής κατασκευών αλλά και ρευστοδυναμικής για προβλήματα της βιομηχανίας.
ΜΑΘΕΤΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ
