Стереолитография (STL)

Принцип действия принтеров по технологии стереолитографии Одной из первых технологией выращивания предметов была стереолитография. Американец Чарлз Халл (Charles Hull) разработал методику послойного выращивания объекта из фотополимеров (ФПК). Стереолитография была запатентована в 1986, тогда-же была основана компания 3D Systems, выпустившая первый промышленный 3D принтер в 1987 году. Устройство было названо «установкой для стереолитографии», так как словосочетание «3д принтер» еще не было в ходу. Эта установка выращивала объекты из жидкого фотополимера солями. Толщина слоя уже тогда составляля 0.1-0.2 мм.Технология лазерной стереолитографии основана на фотоинициированной лазерным излучением или излучением ртутных ламп полимеризации фотополимеризующейся композиции (ФПК).

С помощью этой технологии спроектированный на компьютере трёхмерный объект выращивается из жидкой ФПК последовательными тонкими (0,1—0,2 мм) слоями, формируемыми под действием лазерного излучения на подвижной платформе, погружаемой в ванну с ФПК.

В английской литературе обычно именуется кратко — SLA (сокращенно от Stereolithography). Этот метод стоит немного особняком от других, так как использует в качестве «строительного материала» не порошки, а фотополимеры в жидком состоянии. В емкость с жидким фотополимером помещается сетчатая платформа, на ней будет происходить выращивание прототипа.

Stereolithography_processИзначально платформа находится на такой глубине, чтобы ее покрывал тончайший слой полимера толщиной от 0.05 до 0.15мм — это и есть приблизительная толщина слоя в стереолитографии. Далее включается лазер, который воздействует на те участки полимера, которые соответствуют стенкам целевого объекта, вызывая их затвердевание. После этого вся платформа погружается чуть глубже, на величину, равную толщине слоя. Также в этот момент специальная щетка орошает участки, которые могли остаться сухими вследствие некоторого поверхностного натяжения жидкости. По завершению построения объект погружают в ванну со специальными составами для удаления излишков и очистки. И, наконец, финальное облучение светом для окончательного отвердевания. Как и многие другие методы 3D-прототипирования, SLA требует возведения поддерживающих структур, которые вручную удаляются по завершении строительства.

Необходимо понимать, что из-за выборочного отвердевания накладываются жесткие двусторонние ограничения на компоненты и технологию процесса. Например, чем гуще смола изначально, тем легче её перевести в полимерное состояние, но и тем хуже её гидромеханические качества. Чем мощнее введенный в смолу фотоинициатор, тем меньшее время нужно слабому лазеру для засветки, но и тем меньшее время жизни у всего объёма смолы, так как он подвержен фоновой засветке. Именно золотая середина в технологии и компонентах является “ноу-хау” каждого производителя лазерных стереолитографов.

Устройство и принцип действия таких машин у всех производителей идентичны, поэтому в любой SLA-машине возможно применение любого расходного материала после соответствующей настройки. Одно из преимуществ 3D-печати методом SLA — скорость. Объекты возводятся в течения дня, хотя отдельные модели с особо сложной геометрией могут выращиваться до нескольких дней. Большинство SLA-машин работают с объектами размером примерно 50x50x60см, но есть и исключения. Бельгийская компания «Materialize» создала аппарат, способный создавать объекты размером до двух метров. Среди недостатков SLA обычно называют высокую стоимость расходного материала.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>