Стереолитография – это технология послойного создания объемных объектов с применением жидкого фотополимеризующегося материала. Благодаря ей можно создавать трехмерные предметы, нанося на их подвижное основание, слои в 0,2 миллиметра толщиной. Основание помещали в емкость с жидким фотоплимером.
Компания 3Д Системс и сегодня продолжает совершенствовать технологию стереолитографии. Совсем недавно на рынке появились первые устройства для домашнего использования.
Понятие масочной стереолитографии
Масочная стереолитография (SGC) — технология аддитивного производства, схожая с технологией печати, которая осуществляется методом цифровой светодиодной проекции.
История появления технологии масочной стереолитографии
Она была воплощена в жизнь в 86 году прошлого века компанией Cubital Ltd, которая позднее перестала существовать, а все права были переданы Objet Geometries Ltd. В 2012 году в результате слияния двух организаций интеллектуальные права на эту технологию перешли к Stratsasys.
Исторически масочная стереолитография была создана самой первой. В качестве источника света в этой технологии применяют матрицы точечных источников света или галогенные лампы. Рисунок затвердевшего слоя фотополимера создается с использование маски. Засвечивание слоев происходит целиком при помощи специальных масок, каждая из которых для очередного слоя создается индивидуально.
При использовании этой технологии может применяться засветка фотополимера на поверхности и через прозрачное дно. Последний вариант требует заливания полной ванны фотополимера, но гораздо проще создать подачу масок в автоматическом режиме.
Данная методика является частным случаем SLA-процессы. В ней абсолютно также применяют фотополимеры, которые затвердевают под действием ультрафиолетового излучения, но отличие заключается в том, что экспозиция каждого слоя вещества проходит через маску, которая наносится на стеклянную пластину.
Как происходит процесс?
Процесс массочной стереолитографии основан на нанесение нескольких тоненьких слоев фотополимерной смолы с последующим их облучением ультрафиолетом. Непосредственно само облучение происходит по маске определенного контура или по некоторому шаблону.
При создании очередного слоя он сразу же крепится к предыдущему слою, что и способствует образованию структуры готового объекта. Если у слоя нет предшествующего, то его создают искусственным образом путем выращивания поддрежек.
Благодаря воздействию облучения материал твердеет, а лишние частицы удаляют из рабочей зоны, полости заполняют легкоплавким воском. Далее, если возникает такая необходимость, осуществляется механическая обработка готового изделия, а производственный цикл повторяется еще раз. После окончания создания модели воск плавят, а готовое изделие оставляется и не требует дополнительного воздействия ультрафиолетом для полного затвердевания.
Используемые материалы
В качестве материалов при масочной стереолитографии применяют фотополимерные смолы. Зачастую используют фотополимерные смолы, которые по своей прочности похожи на ABS-пластик.
Модели 3D-принтеров для масочной стереолитографии
В качестве оборудования для создания тех или иных объектов путем масочной стереолитографии используются специальные 3Д-принтеры разных марок и моделей, к примеру, 3D Systems V-Flash FTI 230, 3 Д принтеры серии ProJet, ProJet iPrо, которые отличаются друг от друга техническими характеристиками, ценой, качеством. Рассмотрим более подробно несколько моделей таких принтеров.
3D-принтеры серии iPro
Одними из самых популярных принтеров данной серии являются 2 модели:
- iPro 8000 – базвая модель. Она отличается экономичностью, простотой в применении. Качество создаваемых деталей на этом принтере позволяет им конкурировать с деталями, которые производят при помощи с помощью фрезировки. С его помощью можно создавать модели до 1,5 м без швов. Принтер может применяться для производства изделий в любой сфере.
- iPro 9000. Этот принтер в отличие от своего «младшего брата» оснащен 2 независимыми модулями для построения, в связи с этим он более широкий. В модулях можно создавать изделия из различных материалов. Он обладает высокой производительностью, применяется для единичного мелкосерийного производства изделий, обладающих высоким качеством поверхности и точностью размеров. Построение изделий осуществляется в автоматическом режиме с использованием широкого спектра запатентованных компанией 3Д Системс GmbH материалов. Постфинишная обработка готовых изделий минимальна. Кроме того, с помощью АйПро 9000 в рамках одного процесса можно создать абсолютно разные по габаритам, сложности и внешнему виду изделия. Подобное оборудование реализуется под заказ.
Плюсы и минусы технологии масочной стереолитографии
Главные преимущества технологии SGC заключаются в следующем:
- Отсутствует потребность в создании поддерживающих структур.
- Механическая обработка каждого следующего слоя помогает добиться высочайшей точности.
- Высокая производительность данной технологии, которая обеспечивается путем одновременного облучения слоев.
- Низкая стоимость одного отпечатанного объекта.
- Широкие возможности последующей обработки изделия.
Что касается недостатков технологии, то здесь можно выделать следующее основные минусы:
- Получение большого числа отходов после осуществления процесса масочной стереолитографии, что увеличивает стоимость печати.
- Высокий уровень шума.
- Из-за сложности конструкции установка очень дорогая.
- Материал, который применяется для печати, очень просто рушится из-за воздействия жидкости.
- Процесс создания большого числа масок усложняет создание образца, обеспечить высокую точность готового изделия становится очень сложно.
В настоящее время эта методика практически нигде не применяется, так как его вариация FTI почти, что ничем не отличается от светодиодной печати DLP из-за внедрения цифровых проекторов.