Лазерная стереолитография (SLA)

Апрель 7 2013, 3 Коммент.

Что такое лазерная стереолитография(SLA)? SLA — это одна из технологий «выращивания» трехмерной модели при помощи 3D принтера, при которой фотополимер в жидком состоянии под действием светового излучения лазера меняет свои физические свойства и затвердевает. С помощью этой технологии спроектированный на компьютере трехмерный объект выращивается из жидкого полимера, слой за слоем, затвердевая под действием светового пучка. Как правило толщина слоя составляет порядка — 0,1 мм, что обеспечивает превосходное качество печати.

Лазерная стереолитография (англ. Laser Stereolithography, SLA) — метод 3D печати, запатентованный в 1986 году Чарльзом Халлом, основавшим впоследствии компанию 3D Systems. Рабочим материалом для создания моделей служит жидкий фотополимер (типа используемых в пломбировании зубов), отверждаемый лучом ультрафиолетового лазера.

В начале работы с помощью специализированного ПО производится «нарезка» исходной компьютерной 3D модели на слои. Далее подвижная платформа, на которой формируется изделие, опускается на толщину одного слоя, и лазером создаётся рисунок первого «среза» модели. Затем платформа снова опускается, поверхность заливается полимером, выравнивается, и на ней рисуется рисунок следующего «среза» — и так слой за слоем, пока изделие не будет готово. Готовую модель промывают и для окончательного затвердевания некоторое время выдерживают под ультрафиолетовой лампой.

Принтеры, использующие SLA технологию, имеют самое высокое разрешение печати среди аналогичных устройств (минимальная толщина слоя SLA принтеров от 3D Systems доходит до 0,025-0,05 мм) и позволяют создавать гладкие и прочные модели с тщательной проработкой мельчайших деталей. Габариты «выращиваемых» в них изделий могут достигать 75х75х75 см, но и сами принтеры отличаются крупными размерами и большим весом: аппарат для печати даже небольших (25х25х25 см) фигур имеет размеры шкафа и весит около полутонны. Кроме того, такие принтеры довольно дороги (например, цена Viper SLA – от 150000 €), ассортимент материалов не отличается разнообразием, а скорость печати не превышает нескольких миллиметров в час (по вертикали). Именно поэтому SLA продукты от 3D Systems продаются, как правило, поштучно и в нашей стране особой популярности не получили.

Существует также разновидность стереолитографии, разработанная в 1987 году израильской фирмой Cubital и получившая название Solid Ground Curing (SGC). От варианта 3D Systems она отличается способом засветки фотополимера. Процесс прототипирования в первых моделях напоминал ксерокопирование: на специальное стекло наносилась маска текущего слоя, а затем производилась его засветка сразу по всей поверхности посредством ультрафиолетовой лампы. В современных SGC принтерах вместо маски используется DLP-матрица. Разрешение печати такого аппарата уступает SLA-аналогам (минимальная толщина слоя составляет 0,1 мм), но и цена заметно ниже — например, 3D принтер Perfactory от EnvisionTEC стоит около 55000 €. Скорость печати (по вертикали) SGC систем доходит до 20 мм/час.

Лазерная стереолитография (SLA) обеспечивает высокую точность прототипирования. Фотополимерный материал легко поддается обработке и в случае необходимости напечатанную таким образом 3D модель можно довести до зеркального блеска.

Преимущества лазерной стереолитографии (SLA):

— Изготовление 3D моделей любой сложности, в том числе тонкостенных и имеющих мелкие детали;
— Высокая точность построения и высокое качество поверхности;
— Используемый материал легко поддается обработки;
— Возможность использования различный полимерных смол;
— Безотходное производство.

  • Pingback: 3D принтер FORM 1 | 3D принтеры()

  • Сергей

    Насчет безотходного производства это не совсем правда. Деталь не может строиться непосредственно на платформе (иначе она просто-напросто прилипнет к ней намертво), в частности для этого, используются поддержки. Поддержки, соединяют платформу и деталь или нависающие части самой детали с частями расположенными ниже. После каждого запуска поддержки надо отрывать с детали и выбрасывать, а это где-то 5-8% от веса построенной детали (зависит от того программного обеспечения в котором вы эти поддержки генерируете). Хотя конечно их достаточно просто утилизировать с бытовым мусором. И кстати в этом недостаток лазерной технологии по сравнению с другими, поддержки всегда(!) оставляют следы на поверхностях деталей, поэтому в зависимости от ориентации детали при построении шероховатость будет различной.

    • BirdInTheHoof

      Не знал, что поддержки нужны не только в FDM, но и в лазерной стереолитографии. Но мне кажется, в лазерной стереолитографии их может быть меньше чем в FDM, потому что деталь вытягивается из жидкости, на вновь создаваемый слой не действует нескомпенсированная сила тяжести, потому что он плавает на поверхности.