סטריאוליתוגרפיה (SLA) הוא תהליך הדפסה תלת מימד עם שרף פוטופולימר המוצק על ידי מערכת לייזר. זה מתאים ביותר עבור חלקים בגודל קטן עם פרטים עדינים וסובלנות גבוהה. נציג את תהליך הדפסת SLA, יתרונות ומגבלות SLA, ולבסוף עקרונות עיצוב SLA.
תהליך הדפסת SLA
מכונת SLA מורכבת בדרך כלל ממערכת לייזר UV ומכל שרף רגיש לאור. המיכל שקוף בתחתית עבור טראנס לייזר UV, מה שגורם למערכת הלייזר לשלוט בקו מתאר דו מימדי של חלקי הדפסה.
המערכת המאוחרת מרפאת את השרף ליצירת שכבה מוצקה בכל מעבר. הנתח הדק הזה נתקע על צלחת הבנייה או תחתית המיכל. לאחר מכן שכבה שהודפסה לאחרונה, נפרדת מהתחתית של המיכל, בנה את הצלחת כעובי שכבה אחת וחזור על תהליך זה עד להשלמת חלקים.
חשוב להפחית את כוח השכבות החדשות שהודפסו בשלב ההפרדה, שקובעות את הצלחת תהליך SLA. בשלב ההפרדה, מתח גבוה יתרחש באזור של קצה דק כתער, זה יגרום לכשל חלק ועיוות. לפעמים חלקים ייצמדו לתחתית המיכל, לא לצלחת לבנות.
כיוון הדפסת SLA
שטח החתך של ציר Z צריך להיות הדאגה הגדולה ביותר בכיוון חלק SLA. שהוא פרופורציונלי לכוח בין חלקים מודפסים למיכל. בגלל בעיה זו, אנו גם מדפיסים חלקים עם זווית לצלחת, ולא תומכים בשיקול. צמצום החתך בציר Z היא הדרך המתאימה ביותר לכיוון הדפסת SLA.
חשוב להבין את ההשפעה של כיוון החלק של איכות החלקים. על מנת להקטין את שטח החתך של ציר ה-Z, יש להוסיף כמות תמיכה לדגם ההדפסה. במקרים מיוחדים, יותר מדי תמיכה תגרום ל-SLA להיות לא חסכוני יותר, או ישפיעו על מראה החלקים לאחר הסרת התמיכה. כל הבעיות הללו יעודדו אותנו לייעל את עיצוב ה-SLA שלנו, להגביל את מספר החברים האופקיים, לחלול רכיבים ולהקטין את שטח החתך.
איזוטרופיה
הדפסת SLA תלת-ממדית מייצרת חלקים איזוטריים, בגלל שכל השכבות מתחברות זו לזו בכיוון x, y ו- z, כך שלחלקי SLA יש תכונות פיזיקליות כמעט זהות. לא משנה פרסים מודפסים מודפסים במקביל או בניצב לצלחת הבנייה, לא תהיה שום חיבה על תכונות החומר הסופי.
עיצוב דפוס SLA
תכונות הדפסה
גודל נקודת הלייזר ותכונות השרף במכונת SLA יקבעו את רמת הפירוט הסופית של החלקים. הנחיה כללית של עיצוב SLA כדלקמן:
קירות נתמכים: יש לחבר קירות דקים עם מבנים אחרים משני הצדדים, על מנת להפחית את הסיכוי לעיוות. עובי דופן מינימלי בעיצוב צריך להיות 0.4 מ"מ.
קירות לא נתמכים: קירות דקים מתחברים רק לצדדים יהיו בעלי סיכוי גבוה להתעוות או להתנתק בתהליך ההדפסה. גודל מינימלי של קיר לא נתמך הוא 0.6 מ"מ. בנוסף, אנו ממליצים על עיצוב בסיס פילה בתחתית לחיבור בין הקיר לאזור הדפסת המנוחה, זה יפחית את ריכוזי הלחץ לאורך אזור המפרק.
תולים: להדפסת SLA אין בעיה עם תכונות סגירה, אלא אם דגם ללא מבני תמיכה פנימיים וחיצוניים נאותים. מבנה הדפסה ללא תמיכה תמיד יגרום לעיוות. כל לא נתמך צריך להיות באורך של פחות מ-1.0 מ"מ ויותר מ-19 מעלות מהמפלס.
פרט מוטבע: תכונות בגובה של 0.1 מ"מ לפחות מעל פני השטח יבטיחו שכל הפרטים יהיו גלויים.
פרט חרוט: פרטים קטנים מדי קלים להתמזג עם הדגם בתהליך ההדפסה, אנו ממליצים על גודל פרט של לפחות 0.4 מ"מ ברוחב ועובי 0.4 מ"מ.
גשרים אופקיים: מכיוון שניתן להדפיס גשרים בין שתי נקודות בתהליך SLA, עלינו לקחת בחשבון שגשרים רחבים יותר חייבים לשמור על פחות מ-21 מ"מ, וקצרים יותר מגשרים דקים. בנוסף, גשרים רחבים יותר יגדילו את שטח המגע של ציר ה-Z, מה שיגרום לשיעור כשל בהדפסה במהלך תהליך הקילוף.
חורים: אנו ממליצים על חורים בקוטר של יותר מ-0.5 מ"מ, פחות מגודל זה בכל כיוון יהיה סגור במהלך תהליך ההדפסה.
חיבורים: מרווח החלקים הנעים צריך להיות 0.5 מ"מ. מרווח חיבורי ההרכבה צריך להיות 0.2 מ"מ. מרווח דחיפה או התאמה צמודה צריך להיות 0.1 מ"מ.
פתרון הבעיה
ל-SLA יש רזולוציות גבוהות יותר מ-FDM בגלל התמצקות מערכת הלייזר. רזולוציית הדפסה SLA בכיוון אופקי (X, Y) היא 30 עד 140 מיקרון, אשר נקבעת על ידי גודל נקודת הלייזר. גודל התכונה המינימלי צריך להיות גדול מגודל נקודת הלייזר, זה לא ניתן להתאמה.
הרזולוציה בכיוון אנכי (Z) משתנה בין 25 ל-200 מיקרון. רזולוציה אנכית נקבעת לפי דרישת איכות החלקים או דרישת המהירות. יהיה הבדל בלתי נראה בין הדפסת חלקים של 25 מיקרון ל-100 מיקרון, אם יש מעט עקומות או פרטים עדינים בעיצוב החלקים.
חלול וכוסות
SLA תמיד מייצר חלקים מוצקים וצפופים, ברגע שחלקים אלה אינם כחלקים פונקציונליים, אנו ממליצים על חלול מבנה חלקים כדי להפחית את כמות החומר וזמן ההדפסה. בנוסף, עובי חלקים חלולים צריך להיות לפחות 2 מ"מ, למנוע סיכון לכשל בתהליך ההדפסה.
בחלקים חלולים, עלינו למנוע לכידת שרף על ידי הוספת חורי ניקוז. השרפים הלא מעובדים האלה גורמים לחוסר איזון בתא החלול, ולבסוף גורמים לכשלים קטנים כמו סדקים או חורים. כוסות רוח זו תתפשט בכל החלקים ותגרום לכשל או פיצוץ מוחלט. חורי הניקוז צריכים להיות בקוטר של לפחות 3.5 מ"מ, ולפחות חור אחד לכל חלק חלול.
מגבלות
נפח הדפסה
מדפסות SLA בדרך כלל מייצרות נפח חלקים קטן יותר ממדפסות FDM. למדפסת SLA שולחנית נפוצה יש נפח בנייה של 145 מ"מ × 145 מ"מ × 175 מ"מ, בעוד שמדפסת FDM שולחנית נפוצה מספקת 223 מ"מ × 223 מ"מ × 205 מ"מ. עבור גיאומטריות חלקים העולה על קיבולת נפח SLA, אנו תמיד מדפיסים קטעים קטנים יותר ולאחר מכן מרכיבים. הדרך הטובה ביותר להדבקת חלקי SLA היא 5-30 דקות אפוקסי.
השוואת עלויות
חומר SLA של שרף יקר יותר מאשר נימה FDM, אבל זה עדיין אופציה תחרותית עבור פרטים מורכבים פעם אחת להשוות ל טכנולוגיות הדפסת תלת מימד תעשייתיות אחרות.
תכונות החומר
חלקי SLA אינם מתאימים לטעינת חלקי פונקציה. שרפי SLA מאפייני הטבע קובעים שחלקי SLA הם שבירים, לא יציבים ועיוותים זוחלים בפרקי זמן ארוכים. רוב חלקי ה-SLA צריכים אשפרה לאחר הדפסה בתא UV, על מנת להגביר את חוזק ויציבות החלקים.