SLA光固化3D印表機原理是什麼?

SLA是3D列印中選用的三種關鍵技術其一,還有熔融沉積成型(FDM)和選擇性鐳射燒結(SLS)。它歸屬於光敏樹脂3D印表機類型。一般與SLA構成的類似技術稱之為數位光處理(DLP)。它象徵了SLA流程的一種演化,應用投影儀螢幕而不是鐳射。雖然比不上FDM技術受大家喜愛,但SLA事實上是最古老的增材製造技術。

身為最老的增材製造技術,SLA有時候被覺得是“所有3D列印技術的母親”。它由美國公司3DSystems公司研發,該公司由ChuckHull於1986年創辦.Hull在1986年創造了“立體光刻”這一術語。他將這項技術定義為利用持續印刷紫外線固化的薄層來製造3D物體的方式。

1992年,3DSystems建立了世界上第一台SLA設備,能夠在一部分時間內逐層製造複雜零件。SLA是20世紀80年代初次進到快速原型製造領域,並持續發展變成一種普遍應用的技術。

每一個規範SLA3D印表機一般由四個關鍵部分構成:

配有液體光聚合物的罐:液態樹脂一般是透明的液體塑膠。

滲入水槽的穿孔平臺:平臺降低到水箱中,可按照列印流程上下移動。

大功率紫外雷射器

電腦頁面,管理平臺和鐳射運動

軟體

與很多增材製造工藝的狀況相同,第一步包含利用CAD軟體設計3D模型。形成的CAD檔是所需目標的數位化表明。

假如它們並不是自動生成的,則務必將CAD檔轉換為STL檔。規範曲面細分語言(STL)或“規範三角形語言”是AbertConsultingGroup於1987年專門為3DSystems建立的立體光刻軟體的原生檔案格式.STL檔敘述了3D目標的表面幾何形狀,忽視了別的普遍的CAD模型屬性,比如顏色和紋理。

預印表機步驟是將STL檔饋送到3D切片器軟體,比如Cura。這種平臺負責形成G代碼,它是3D印表機的本地語言。

SLA3D列印

當該流程開始時,鐳射將第一層印刷物“拉”到光敏樹脂中。不管鐳射打中哪裡,液體都是會固化。利用電腦控制的鏡子將鐳射正確引導到適度的座標。

這時,值得一提的是大部分桌面SLA印表機都是顛倒的。換句話說,鐳射對準構建平臺,該平臺從低點開始並慢慢上升。

在第一層以後,按照層厚度(一般約0.1mm)上升平臺,並使另外的樹脂在早已列印的部分下方流動。鐳射隨後固化下一個橫截面,並反復該流程直至整個部件成功。沒有被鐳射接觸的樹脂保存在桶中而且能夠重複使用。

後期處理

在完成材料聚合之後,平臺從罐中升起並排出多餘的樹脂。在該過程結束時,將模型從平臺移除,洗滌多餘的樹脂,然後置於UV烘箱中進行最終固化。印後固化使物體達到盡可能高的強度並變得更穩定。

替代流程:數位光處理

正如我們之前提到的,SLA的一個後代是數字光處理(DLP)。與SLA不同,DLP使用數位投影儀螢幕在整個平臺上閃爍每層的單個圖像。由於投影儀是數位螢幕,每層將由正方形圖元組成。因此,DLP印表機的解析度對應於圖元大小,而對於SLA,它是鐳射光斑尺寸。