光造形法 (SLA) フォトポリマー樹脂をレーザーで固化させた3Dプリントです。小型部品に最適 細かいディテールと高い耐性. SLA 印刷プロセス、SLA の利点と制限、最後に SLA 設計原則を紹介します。
SLA印刷プロセス
SLA マシンは通常、UV レーザー システムと感光性樹脂タンクで構成されます。タンクは UV レーザー トランス用に底が透明で、レーザー システムが印刷パーツの 2D 輪郭を制御します。
後のシステムは、各パスで樹脂を硬化させて固体層を形成します。この薄いスライスは、ビルド プレートまたはタンクの底に引っかかります。次に、新しく印刷された層がタンクの底から分離され、プレートが 1 つの層の厚さで移動し、完全な部品になるまでこのプロセスが繰り返されます。
SLAプロセスの成功を左右する分離段階で、新たに印刷された層の力を減らすことが重要です。分離段階では、カミソリの薄いエッジの領域に高い応力が発生し、部品の破損や反りを引き起こします。ビルド プレートではなく、タンクの底にパーツがくっつく場合があります。
SLA 印刷の向き
Z 軸の断面積は、SLA 部品の方向付けで最も重要です。これは、印刷されたパーツとタンクの間の力に比例します。この問題の理由で、考慮をサポートするのではなく、プレートに対して角度のある部品も印刷します。 Z 軸方向の断面を縮小することは、SLA 印刷方向に最適な方法です。
成形品の品質が成形品の向きに与える影響を理解することは重要です。 Z 軸の断面積を小さくするには、印刷モデルにサポートの量を追加する必要があります。特別な例では、サポートが多すぎると、SLA の費用対効果が低下したり、サポートを削除すると部品の外観に影響を与えたりします。これらの問題はすべて、SLA 設計の最適化、水平部材の数の制限、コンポーネントの中空化、断面積の縮小を促進します。
等方性
SLA 3D 印刷では、すべてのレイヤーが x、y、z 方向の両方で互いに結合するため、等方性パーツが生成されるため、SLA パーツはほぼ同一の物理的特性を持ちます。印刷されたパーツがビルド プレートに対して平行または垂直に印刷されても、最終的な材料特性に影響はありません。
SLA印刷デザイン
印刷機能
SLA マシンのレーザー スポット サイズと樹脂の特性によって、最終的な部品の詳細レベルが決まります。 SLA 設計の一般的なガイドラインは次のとおりです。
サポートされている壁：反りの可能性を減らすために、薄い壁は両側の他の構造と接続する必要があります。設計上の最小肉厚は 0.4mm である必要があります。
サポートされていない壁: 片側だけに接続する薄い壁は、印刷工程で反ったり剥がれたりする可能性が高くなります。サポートされていない壁の最小サイズは 0.6mm です。さらに、壁と残りの印刷領域の間の接続には、下部にフィレット ベース デザインをお勧めします。これにより、接合領域に沿った応力集中が軽減されます。
オーバーハング: SLA 印刷は、適切な内部および外部サポート構造のないモデルを除き、オーバーハング機能に問題はありません。サポートのない印刷構造は、常に反りを引き起こします。サポートされていないものは、長さが 1.0mm 未満で、水平から 19° 以上離れている必要があります。
エンボスディテール: 表面から少なくとも 0.1 mm の高さの特徴により、すべての詳細が確実に表示されます。
刻印のディテール: ディテールが小さすぎると、印刷プロセスでモデルと融合しやすくなります。ディテールのサイズは、幅 0.4mm、厚さ 0.4mm 以上をお勧めします。
水平橋: SLA プロセスでは 2 点間でブリッジを印刷できるため、幅の広いブリッジは 21mm 未満にし、細いブリッジよりも短くする必要があることを考慮する必要があります。さらに、幅の広いブリッジは z 軸の接触面積を増加させ、剥離プロセス中の印刷不良率を引き起こします。
穴: 穴の直径は 0.5mm 以上をお勧めします。このサイズより小さいと、印刷プロセス中に閉じてしまいます。
接続：可動部クリアランスは0.5mmとしてください。アセンブリ接続のクリアランスは 0.2mm にする必要があります。押し込みまたはぴったりとはめ込むクリアランスは 0.1mm にする必要があります。
解像度
SLA は、レーザー システムの固化により、FDM よりも解像度が高くなります。水平 (X、Y) 方向の SLA 印刷解像度は 30 ～ 140 ミクロンで、これはレーザー スポット サイズによって決まります。最小フィーチャ サイズは、レーザー スポット サイズよりも大きくする必要があります。これは調整できません。
垂直 (Z) 方向の解像度は、25 から 200 ミクロンまで変化します。垂直解像度は、部品の品質要件または速度要件によって決まります。 25 ミクロンと 100 ミクロンの印刷部品は、部品の設計に曲線や細部がほとんどない場合、目に見えない違いがあります。
ホローイングとカッピング
SLA は常にソリッドで高密度のパーツを生成します。これらのパーツが機能パーツとして機能しなくなったら、パーツ構造を中空にして、材料の量と印刷時間を削減することをお勧めします。さらに、中空部品の厚さは少なくとも 2mm にする必要があり、印刷プロセスでの失敗のリスクを回避できます。
中空部品では、排水穴を追加して樹脂のトラップを防止する必要があります。これらの未硬化の樹脂は、中空チャンバー内で不均衡を引き起こし、最終的に亀裂や穴などの小さな障害を引き起こします。このカッピングはすべての部品に広がり、完全な故障または爆発を引き起こします。排水孔は直径 3.5mm 以上で、各中空部に少なくとも 1 つの穴が必要です。
制限事項
印刷量
一般に、SLA プリンターは FDM プリンターよりも少量の部品を生産します。一般的なデスクトップ SLA プリンターのビルド ボリュームは 145mm×145mm×175mm ですが、一般的なデスクトップ FDM プリンターは 223mm×223mm×205mm です。パーツの形状が SLA ボリューム容量を超える場合、常に小さなセクションを印刷してから組み立てます。 SLA 部品を接着する最良の方法は、5 ～ 30 分間のエポキシ接着剤です。
コスト比較
樹脂の SLA 材料は FDM フィラメントよりも高価ですが、それでも競争力のあるオプションです。 複雑な詳細 一度比べて その他の産業用 3D 印刷技術.
材料特性
SLA パーツは、機能パーツのロードには適していません。 SLA樹脂 自然の特性により、SLA 部品は脆く、不安定で、長期にわたってクリープ変形することが決まります。ほとんどの SLA パーツは、パーツの強度と安定性を高めるために、UV チャンバーでの印刷後の硬化が必要です。