Стереолитография (SLA/DLP/LCD)

3D-печать

Олег Евсегнеев

3D-принтер работающей по технологии стереолитографии использует жидкий фотополимер (смолу), который затвердевает под воздействием ультрафиолетового света. Поскольку данная технология использует для выращивания объекта жидкость, а не вязкую пластмассу, то объект получается более детализированный.

Фотополимерная печать

Наибольшее распространение получили три типа таких принтеров: SLA, DLP, LCD. Отличаются они только устройством засветки:

  • SLA — здесь используется лазерный луч, который должен засветить каждую точку слоя последовательно;
  • DLP — засветка происходит от матрицы микрозеркал, которые засвечивают слой мгновенно;
  • LCD — обычный источник УФ-излучения светит через LCD матрицу, используемую в мониторах.

Основные части SLA 3D-принтера:

  • ванночка с прозрачным дном, наполненная фотополимером;
  • подъёмный механизм, с закреплённой на нём платформой;
  • устройство засветки слоя: УФ лазер (SLA) или LCD матрица с УФ подсветкой;
  • контроллер и периферия.

Как видно, устроен такой принтер значительно проще, чем FDM. В нём меньше механических узлов — это ещё одна причина более качественного результата.

Фотополимерный 3D-принтер

Вот как это происходит стереолитография, шаг за шагом:

  • платформа опускается в фотополимер, оставляя под собой очень тонкий слой жидкости (тоньше человеческого волоса!).
  • снизу, через прозрачное дно, устройство засветки проецирует на фотополимер контур первого слоя.
  • в тех местах, куда попал свет, смола мгновенно затвердевает.
  • платформа поднимается, отрывая первый слой от дна. Свежий жидкий фотополимер затекает на освободившееся место.
  • платформа снова опускается, оставляя под собой новый тонкий слой фотополимера. Устройство засветки»рисует» следующий слой, который намертво прилипает к предыдущему.

Эти шаги повторяются сотни, а то и тысячи раз, пока деталь не будет готова. Принтер буквально вытягивает готовый объект из жидкого фотополимера.

Материалы SLA

Стандартные / Универсальные фотополимеры

Этот тип материалов подойдёт для большинства обычных задач: прототипирование моделей, сувениров, фигурок.

Стандартные фотополимеры дают хороший баланс между прочностью, точностью и ценой. После засветки часто имеют хрупкость.

Высокодетализированные / Ювелирные

Применяются для создания моделей с максимально возможной точностью и гладкой поверхностью (ювелирные изделия, миниатюры, зубные протезы).

Очень хрупкие, но передают мельчайшие детали без видимых слоев.

Прочные / Инженерные (ABS-like)

Инженерные фотополимеры используют для изготовления деталей, которые должны выдерживать нагрузки, удары или изгибы (функциональные прототипы, корпуса, инженерные изделия).

Они обладают повышенной ударной вязкостью и гибкостью, меньше хрупкие. Название «ABS-like» означает, что их свойства похожи на ABS-пластик.

Гибкие / Эластичные

Для печати деталей, которые должны гнуться и возвращать форму (прокладки, уплотнители, шины для дронов, протезы).

После засветки напоминают резину — их можно сжимать и растягивать. Степень гибкости бывает разной (например, как у автомобильной покрышки или как у мягкого ластика).

Литьевые (Castable)

Чаще всего применяются для изготовления ювелирных изделий и в литейном производстве. Из отпечатанной модели делают литейную форму, а затем смола полностью выгорает без остатка, оставляя полость для расплавленного металла.

Главное свойство — чистое и полное выгорание при высокой температуре.

Специализированные

Это смолы с особыми, часто «магическими» свойствами:

Термостойкие. Выдерживают высокие температуры (например, для литья форм или деталей near двигателя).

Биосовместимые. Используются в стоматологии и медицине (для капп, хирургических шаблонов). Проходят специальную сертификацию.

Горячетвердеющие (Hot Cure). После печати требуют засветки в горячей воде, что делает их в разы прочнее стандартных.

Церметы (Cermet). Смесь смолы и металлического порошка (например, нержавеющей стали). После печати и выгорания смолы деталь спекается в печи, становясь металлической.

Водорастворимые (Support). Используются не для самой модели, а для печати поддержек. Готовую деталь просто помещают в воду, и поддержки растворяются, не оставляя следов.


Изменено: