Podstawowe zasady i procesy
Stereolitografia (SLA):
SLA wykorzystuje ultrafioletowy (UV) laser do selektywnego utwardzania i utwardzania warstw ciekłej żywicy fotopolimerowej zawartej w zbiorniku.rysuje przekrój każdej warstwy na powierzchni żywicyPo ukończeniu warstwy, platforma budowlana schodzi o jedną warstwę grubości, ostrze recoter zapewnia świeżą warstwę żywicy,i proces powtarza się, aż część jest w pełni utworzonaPo przetworzeniu należy usunąć część, spłukać rozpuszczalnikiem (np. alkoholem izopropylowym) w celu usunięcia nadmiaru żywicy i ostatecznie utwardzać pod promieniem UV w celu osiągnięcia optymalnych właściwości mechanicznych.Struktury podtrzymujące są często konieczne do wywieszania elementów i muszą być ręcznie usuwane po wydrukowaniu.
Selektywne spiekanie laserowe (SLS):
SLS wykorzystuje wysokiej mocy laser podczerwony do stopienia małych cząstek proszku polimerowego (zwykle materiałów na bazie nylonu, takich jak PA12).podniesiony do temperatury nieco poniżej punktu topnienia proszku w celu zminimalizowania zniekształceń termicznychPo pierwsze, rolka lub ostrze rozkłada cienką warstwę proszku na platformie budowlanej. Następnie laser skanuje przekrój części, spiekając cząstki proszku razem.Platforma budowlana opada., nowa warstwa proszku jest nakładana, a proces powtarza się.umożliwiające tworzenie złożonych geometrii bez specjalnych konstrukcji nośnychPo wydrukowaniu części wymagają chłodzenia w komorze budowlanej przed wyjęciem z łóżka proszkowego do czyszczenia (często przy użyciu sprężonego powietrza lub materiału do wybuchu) i potencjalnego przetwarzania.
Kluczowe różnice między SLA a SLS
Poniższa tabela podsumowuje podstawowe różnice między tymi dwiema technologiami:
| Aspekt | Sterolitografia (SLA) | Selektywne spiekanie laserowe (SLS) |
| Zasada technologii | Fotopolimeryzacja żywicy ciekłej za pomocą lasera UV | Sintering laserowy w podczerwieni proszku termoplastycznego |
| Materiały pierwotne | Różne żywice fotopolimerowe (standardowe, twarde, elastyczne, odlewane, wypełnione ceramiką) | Proszki termoplastyczne (głównie nylon/PA 11 i 12 oraz kompozyty takie jak wypełnione szkłem lub wypełnione aluminium) |
| Struktury wspierające | Wymagane w przypadku przewieszania | Nie wymagane |
| Typowa grubość warstwy | 25 - 100 mikronów | 80 - 120 mikronów |
| Dokładność wymiarowa | ± 0,1% (granica dolna ~ ± 0,05 mm) | ± 0,3% (granica dolna ~ ± 0,1 - 0,2 mm) |
| Wykończenie powierzchni | Bardzo gładko. | Powierzchnia ziarnista, porowata, lekko szorstka |
| Wybór objętości | Średnie do dużych (powszechne systemy do ~800*800*500 mm) | Średnie (powszechne systemy około ~ 350*350*420 mm) |
| Pozostałe przetwarzanie | Odstawianie z platformy, usuwanie nośnika, spłukiwanie (IPA), oczyszczanie | Chłodzenie, odkurzanie (często odkurzanie lub barwienie mediów) |
| Kluczowe właściwości mechaniczne | Może być kruche15; niższa odporność cieplna | Funkcjonalne części: Dobra wytrzymałość mechaniczna, trwałość i odporność na ciepło |
Zalety i wady
Zalety SLA:
Wysoka rozdzielczość i gładkie wykończenie powierzchni: doskonałe do szczegółowych modeli, prototypów wyglądu i zastosowań wizualnych.
Szlachetne cechy szczegóły: W stanie wytwarzać bardzo cienkie ściany i skomplikowane cechy.
Szeroka różnorodność materiałów: oferuje żywice symulujące różne tworzywa sztuczne o właściwościach takich jak przejrzystość, elastyczność,lub wysokiej odporności na temperaturę (choć często z ograniczeniami w porównaniu z prawdziwymi termoplastami).
Stosunkowo szybka prędkość budowy: W przypadku małych, skomplikowanych części SLA może być szybszy niż SLS.
Wady SLA
Właściwości materiału kruchego:15 Standardowe żywice nie nadają się do części funkcjonalnych poddawanych dużemu naprężeniu lub obciążeniu.
Ograniczona stabilność długoterminowa: części mogą ulegać degradacji w wyniku długotrwałego narażenia na promieniowanie UV i na ogół nie nadają się do użytku na zewnątrz.
Wymagane konstrukcje podtrzymujące: Zwiększa czas przetwarzania i może pozostawiać plamy na powierzchni.
Obsługa materiałów: Żywice ciekłe wymagają ostrożnego obróbki i mogą być bałaganne; czyszczenie IPA generuje odpady.
Zalety SLS:
Doskonałe właściwości mechaniczne: Produkuje mocne, trwałe i funkcjonalne części odpowiednie do zastosowań końcowych, prototypowania w warunkach naprężenia i żywych zawiasów.
Brak potrzeby konstrukcji podtrzymujących:56 Sam łóżko proszkowe podtrzymuje części, umożliwiając bardzo złożone geometrie, połączenie części i optymalne zagnieżdżanie wielu komponentów w jednej konstrukcji.
Wysokie wykorzystanie materiałów: Niezsinterowany proszek można w dużej mierze poddać recyklingowi i ponownie wykorzystać do kolejnych konstrukcji (choć należy zarządzać współczynnikiem odświeżania).
Dobra odporność chemiczna i termiczna: materiały nylonowe zapewniają lepszą wydajność w trudnych warunkach w porównaniu ze standardowymi żywicami.
Wady SLS:
Grubie wykończenie powierzchniowe: Części mają charakterystyczną ziarnistą, porowatą powierzchnię, która często wymaga przetwarzania w celu zastosowania estetycznego.
Ogólnie wolniejszy czas realizacji: proces obejmuje długie fazy przedgrzewania i chłodzenia, wydłużając ogólny czas produkcji.
Wyższe koszty wyposażenia i eksploatacji: Maszyny są na ogół droższe niż porównywalne systemy SLA.
Ograniczenia materiałowe: Głównie ograniczone do różnych proszków nylonowych; inne materiały są mniej powszechne.
Obsługa proszku: wymaga ostrożnego obróbki i specjalnej przestrzeni roboczej; ryzyko wdychania wymaga odpowiedniej wentylacji lub zamkniętych systemów.
Scenariusze zastosowania i wytyczne dotyczące doboru
Wybór między SLA a SLS zależy w dużej mierze od zamierzonego zastosowania i wymagań dotyczących części.
Wybierz SLA dla:
Prototypy wizualne i estetyczne: Modele, w których wygląd, gładkość i drobne szczegóły są najważniejsze (np. modele projektowania produktów konsumenckich, modele architektoniczne, figurki).
Szczegółowe wzory i formy: zastosowania takie jak wzory odlewania inwestycyjnego.
Modele wymagające przejrzystości: Przejrzyste żywice są dostępne do zastosowań takich jak rury świetlne lub wizualizacja przepływu płynu.
Zastosowania, w których bardzo gładkie wykończenie jest kluczowe, a planowane jest przetwarzanie wtórne (takie jak malowanie).
Wybierz SLS dla:
Prototypy i badania funkcjonalne: części, które muszą wytrzymać obciążenia mechaniczne, obciążenia lub symulować końcowe materiały produkcyjne (np. prototypy obudowy, funkcjonalne przekładnie, uchwyty, zawiasy).
Złożone, zintegrowane zespoły: Projektowanie części, które w przeciwnym razie wymagałyby montażu z wielu komponentów ze względu na możliwość drukowania elementów zespolonych i zamkniętych bez oparć.
Części końcowego użytku o niskiej objętości: Produkcja małych partii produktów końcowych, w których tradycyjne narzędzia do formowania wtryskowego nie są ekonomiczne.
Części wymagające dobrych właściwości mechanicznych i odporności termicznej.
