Как мы используем технологию SLA для изготовления прототипов методом 3D печати

На данный момент на производственной площадке 3DVision в г. Санкт-Петербург находится несколько 3D принтеров, работающих по данной технологии. Это 3D принтеры компании Shining 3D - производителя профессионального 3D оборудования, использующееся в промышленных производствах, медицине, исследовательских центрах и т.п.

Но в начале, немного о самой технологии.

Технология лазерной стереолитографии основана на фотоинициированнии лазерным излучением модельного материала - фотополимера (смолы) в жидком состоянии. В емкость с жидким фотополимером помещается сетчатая платформа (платформа построения), на которой осуществляется "выращивание" прототипа.

С помощью этой технологии спроектированный на компьютере трёхмерный объект синтезируется из жидким фотополимером последовательными (0,05—0,25 мм) слоями, формируемыми под действием лазерного излучения на подвижной по оси Z платформе. Как правило, процессор формирования горизонтальных сечений предварительно преобразовывает описание 3D-модели будущего объекта из формата STL-файла в совокупность послойных сечений с требуемым шагом по высоте, массив которых записывается в исполнительный файл с расширением SLI. Данный файл представляет собой набор двумерных векторных данных, обеспечивающих последовательное управление ориентацией луча лазера посредством зеркал (сканатором) в процессе синтеза объекта, команды на включение лазера, перемещение платформы и т.д.

Далее начинает работу лазер, воздействующий на те участки полимера, которые соответствуют стенкам целевого объекта, вызывая их затвердевание. После этого вся платформа погружается на величину, равную толщине слоя. Также в этот момент чистящее лезвие проходит по контурам спекаемой модели, орошая участки, которые могли остаться сухими вследствие некоторого поверхностного натяжения фотополимерной смолы.

По завершении построения объект проходит очистку от остатков фотополимерной смолы в ацетоне или техническом спирте. И, наконец, последняя итерация - облучение ультрафиолетовым светом в специальной камере дополимеризации для окончательного отвердевания. Как и многие другие методы 3D-прототипирования, SLA требует возведения поддерживающих структур, которые вручную удаляются по завершении строительства.

Оборудование:

Ниже приведены ключевые характеристики оборудования:

3D принтер обладает обладает достаточно большим объемом площади построения, высокой скоростью сканирования и построения, что позволяет изготавливать крупногабаритные объекты с достаточной скоростью, а большой разброс возможных толщин слоя, достаточная точность построения и диаметр пучка лазера позволяет изготавливать высокоточные детали. А шероховатость поверхностей RA <0.1um дает многообразие выбора использования конечной продукции.

На данный момент в принтере Shining EP-A450 находится жидкий фотополимер Somos® GP Plus 14122 - это непрозрачный белый материал с низкой вязкостью. Этот материал воспроизводит параметры таких пластмасс, как ABS и ПБТ, что делает его идеальным выбором практически для любых применений.

Ниже приведены его характеристики:

Ниже приведены его характеристики:

Этот 3D принтер является прошлой версией оборудования, приведённого выше и немного уступает в точности построения и диаметре пучка лазера. Однако, нашим специалистам удалось откалибровать 3D принтер до такой степени, что разница в точностях деталей на выходи из принтера является несущественной.

На данный момент, данное оборудование заполнено материалом Somos ® WaterShed XC 11122. Это прозрачный бесцветный материал, похожий на АБС и ПБТ, с исключительной прозрачностью и высокой водостойкостью. Однако, это не единственное его применение. Данный материал является выжигаемым с зольностью менее 0,01% и подходит для изготовления мастер-моделей для последующего применения в литейном производстве. Его характеристики приведены ниже.