Что такое фотополимерный принтер. Принцип работы фотополимерного принтера.

24 Июнь 2021
автор Кирилл Коверзнев

Фотополимерный принтер, принцип работы и его характеристики – тема сегодняшней статьи. 3D-принтеры все чаще используются в современной промышленности, а это свою очередь влияет на развитие новых технологий печати. Одной из таких технологий является печать SLA.

 

Принцип работы

Стереолитография (SLA) – это технология, использующая ультрафиолетовый лазерный луч и вещества, свойства которых изменяются под действием УФ-луча. Такие вещества называются фотополимерами, наиболее используемым представителем которых является фоточувствительная смола.  Под действием Уф-лазера углеродные цепи мономера смолы активируются и затвердевают, образуя неразрывную связь. Сам процесс является необратимым, а потому деталь при нагревании будет не плавиться, а гореть.

Этапы процесса печати можно разделить на следующие:

  1. Рабочая область (резервуар) наполняется жидкой смолой;
  2. Платформа, на которой будет печататься сама деталь, опускается в резервуар так, чтобы между ее поверхностью и поверхностью резервуара находился один печатный слой;
  3. УФ-лазер воздействует на определенные участки по заданной программой траектории, что приводит к затвердеванию смолы. Делает он это при помощи зеркал, называемых гальвосами.
  4. После завершения слоя платформа подымается на безопасное расстояние от жидкости, чтобы специальный механизм перемешал смолу. Затем платформа снова опускается для печати следующего слоя.

Данный процесс будет повторяется до полного завершения печати. По окончанию печати деталь обладает изотропными свойствами, поскольку послойного прохода УФ-лазера недостаточно для полного затвердевания смолы. Поэтому для повышения свойств детали необходимо подвергнуть ее постобработке, поместив в специальную камеру с ультрафиолетовым светом.

 

Параметры принтера

Поскольку процесс печати SLA довольно сложен, то большинство параметров принтера фиксированы, и пользователь не может их поменять. Единственный выходной параметр, подвластный изменениям – высота слоя.

Стандартная толщина слоя варьируется в значениях от 25 до 100 микрон. Чем тоньше слой, тем более точной получится деталь. Однако с уменьшением толщины увеличивается время печати. Поэтому “золотой серединой” принято считать 100 микрон.

 

Использование поддержек

В фотополимерных принтерах использование поддержек обязательно. А потому после завершения печати всегда требуется ручная обработка по удалению поддержек. Сами же поддержки используются по-разному, в зависимости от того, какой тип печати используется: “сверху вниз” или “снизу вверх”. Сами понятия “сверху вниз” и “снизу вверх” означают то, как будет перемещаться платформа с деталью в резервуаре.

В принтерах “сверху вниз” поддержки строятся аналогично принтерам технологии FDM, т.е. деталь ориентируют так, чтобы количество поддержек и слоев было минимально возможным.

В принтерах “снизу вверх” деталь буквально висит на платформе, из-за чего  на нее действуют силы, которые могут ее деформировать. Эти силы пропорциональны поперечному сечению слоя, а потому приоритет отдается на их уменьшение путем расположения детали под углом. Как результат, увеличивается число слоев и поддержек, но уменьшается поперечное сечение слоя.

Область применения фотополимерных принтеров широка – для создания моделей, шаблонов, прототипов и сверхточных деталей в стоматологии, ювелироном деле, в автомобильной и авиакосмической промышленности, в медицине и других областях. Использование  SLA-печати стоит рассмотреть в следующих случаях:

  • Когда необходимо создать более гладкую поверхность
  • Когда высокое качество печати является приоритетом
  • Для создание деталей с сложной геометрической формой высокой точности
  • Когда прочность детали не имеет значения и деталь в эксплуатации не будет подвержена воздействию механических сил.  
  • Массовое производство в крупных отраслях промышленности
  • Для создания прототипов и форм

Подведем итоги. Фотополимерный принтер из-за сложности работы и специфических свойств материала требует  для использования высококвалифицированных знаний и умений. Однако именно технология SLA позволяет создавать детали высокой точности с гладкой поверхностью.

 

3D Печать

Узнать о технологии 3D печати

Это процесс воссоздания реального объекта по образцу 3D модели. Цифровая 3D модель сохраняется в формате файла STL и передается на печать 3D принтеру. Затем 3D принтер, накладывая слой за слоем, формирует реальный объект.