Фотополимерная 3D-печать, или SLA (лазерная стереолитография), — это изготовление объектов различных форм с использованием фотополимеров. Фотополимерная смола заливается в 3D-принтер, а затем послойно отвердевает под действием лазерного луча. Так слой за слоем выстраивается модель.
Заказать услугу
В аддитивном производстве фотополимерная смола — один из наиболее совершенных материалов, так как позволяет создавать объекты с высокой точностью.
Как происходит 3D-печать фотополимером
Фотополимерная смола загружается в специальную емкость 3D-принтера, устанавливается устройство для перемешивания смолы. Материал нагревается. Платформа, на которой модель выстраивается слой за слоем, опускается в емкость с материалом, и через прозрачное дно лазер послойно засвечивает материал по заданным цифровым характеристикам. Первый слой прилипает к подвижной платформе, и она поднимает его вверх. В такой же последовательности печатаются и остальные слои до полной готовности модели. Напечатанное изделие промывают в техническом спирте и удаляют поддерживающие конструкции, затем доотверждают в УФ-печи.
Подготовка модели
Для трехмерной печати изделия необходимо построить цифровую модель в специальном программном обеспечении. При отсутствии CAD-модели объект можно оцифровать с помощью 3D-сканера.
На втором этапе из полученных данных создается STL‑файл, который принтер сможет распознать. Также существуют файлы с форматами .OBJ и .3DP, но они не так популярны. С полученным STL‑файлом затем работает программа, которая создает виртуальную разбивку будущего объекта на слои. После всех этих операций запускается 3D-печать. В конце остается только снять полученный объект с платформы, удалить технические элементы, которые поддерживали слои во время процесса печати, выполнить дополнительную фотополимеризацию и, при необходимости, дальнейшую постобработку (шлифование, окраску).
Выбор фотополимера
Фотополимер (SLA) — вещество, изменяющее свои свойства под воздействием ультрафиолетового света. В обычном состоянии это жидкая субстанция, но при попадании под УФ‑излучение электромагнитного диапазона материал отвердевает и приобретает большую прочность. Продолжительность облучения и длина волны рассчитывается в зависимости от конкретного материала, размеров объекта и условий окружающей среды.
Большинство фотополимеров для 3D-принтеров — это белые непрозрачные смолы. Доступны и прозрачные фотополимеры, но в связи с высокими требованиями к прозрачности они дорогие и мало представлены на мировом рынке. Для всех прозрачных смол характерны такие недостатки, как изменение цвета, гигроскопичность или низкая прозрачность. Крупные производители ведут активную работу по разработке бесцветных фотополимеров, не образующих пузырьков и позволяющих увидеть внутреннюю структуру изделия.
Использование фотополимеров зависти от установленной точности:
- до 30 микрон — печать модели с тонкими стенками толщиной 0,6 мм;
- до 16 микрон — печать заготовок с мелкими деталями толщиной 0,3 мм;
- от 20 до 85 микрон — печать изделий размером не более 50 мм.
Подготовка оборудования
От технических характеристик зависит сфера применения конкретной модели принтера. Некоторое оборудование предназначено только для изготовления мелких деталей, другое — для промышленного производства. Высокопроизводительные 3D-принтеры печатают крупные изделия без соединений и могут использоваться в авиакосмической промышленности, машиностроении и других наукоемких отраслях.
Применение SLA-печати в различных отраслях
3D-печать фотополимерами — это решение конкретных производственных задач. Благодаря уникальному сочетанию свободы геометрии и стабильных технических характеристик материала она становится полноценным инструментом для инженеров и технологов.
Высокая точность и способность воспроизводить сложные формы делают технологию SLA востребованной в промышленности. Технические параметры стандартной смолы (прочность 43–48 МПа, температура тепловой деформации 56–60°C) позволяют использовать её не только для прототипирования, но и для создания функциональных деталей и мастер-моделей. В зависимости от требований, можно подобрать фотополимер с необходимыми свойствами: на рынке есть большой выбор смол, в том числе с улучшенными характеристиками, — жестких, термостойких, гибких, прозрачных, стоматологических и пр.
Машиностроение и тяжёлая промышленность
Задачи: изготовление функциональных прототипов и мастер-моделей.
Примеры изделий: функциональные корпуса, шестерни, детали датчиков, клапанов и арматуры, прототипы оснастки.
Авиационная и космическая промышленность
Задачи: создание облегченных деталей и сложных мастер-моделей.
Примеры изделий: лопатки, обтекатели, кожухи, интерьерные панели, кронштейны с решетчатой структурой, крепления, корпуса бортовой аппаратуры (датчики, панели).
Нефтегазовая отрасль и энергетика
Задачи: производство демонстрационных макетов и приборов сложной эргономичной формы, удобных для монтажа в труднодоступных местах.
Примеры изделий: демонстрационные макеты газотурбинных комплексов, корпуса датчиков и блоков телеметрии.
Автомобилестроение и транспорт
Задачи: прототипирование деталей интерьера и экстерьера, создание мастер-моделей для светотехники.
Примеры изделий: прототипы фар и световых приборов, элементы интерьера, декоративные накладки, макеты воздуховодов.
Электроника и приборостроение
Задачи: быстрое прототипирование корпусов и изготовление технологической оснастки.
Примеры изделий: корпуса приборов и датчиков, кондукторы для сборки, держатели плат, корпуса телекамер, детали радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) запчасти для приборов.
Научные исследования и НИОКР
Задачи: изготовление нестандартной лабораторной оснастки и деталей для экспериментальных установок.
Примеры изделий: детали исследовательских стендов, корпуса лазерных систем, уникальные держатели.
Медицина и стоматология
Задачи: создание анатомических моделей, обучение, изготовление хирургических шаблонов и мастер-моделей, имитации десен.
Примеры изделий: хирургические шаблоны, прототипы протезов, демонстрационные пособия, корпуса медицинских приборов.
Медиа, реклама и развлечения
Задачи: создание детализированных объектов для визуализации проектов, мероприятий, кино и мерчендайза.
Примеры изделий: персонажи для игр и кино, рекламные макеты и инсталляции, театральный реквизит, сувенирная продукция.
SLA-печать позволяет создавать детали любой сложной геометрии (внутренние каналы, решётчатые структуры, органические формы), что невозможно при фрезеровке или классическом литье. Это даёт инженерам свободу для оптимизации веса, интеграции функций и ускорения разработки.
Преимущества высокоточной фотополимерной 3D-печати
- Точность и качество изделия.
- Хорошие эксплуатационные параметры готовой модели.
- Исключение деформации при температурной обработке.
- Многоуровневая печать изделий абсолютно любой геометрической формы.
- Возможность менять палитру оттенков фотополимеров, модель может быть однотонной или разноцветной.
- Дополнительная обработка изделия (шлифовка, покраска, добавление аксессуаров и т.д.).
- Использование разных режимов печати.
- Оптимальная скорость печати с постепенным застыванием слоев.
- Высокое разрешение HD.
- Гладкая и ровная поверхность полученной детали.
- Производство изделий любой сложности.
- В зависимости от программы и выбранного типа излучения можно создавать макеты разных габаритов и свойств.
