1.در ابتدا صفحه دستگاه در داخل مخزن فتوپلیمیر فرو رفته و در فاصله ای به اندازه ارتفاع یک لایه که برای تشکیل سطح جسم باید ساخته شود می ایستد.

2.سپس لیزر UV لایه را به وسیله انتخاب کردن و سفت کردن رزین ایجاد می کند، بدین صورت که پرتو لیزر در مسیر از پیش تعیین شده توسط مجموعه ای از آینه ها متمرکز می گردد.

3.زمانی که یک لایه به پایان رسید، پلت فرم در یک فاصله ایمن قرار گرفته و تیغه ی تمیز کننده سطح را صاف می کند و صفحه دستگاه به اندازه یک لایه ی دیگر بالاتر می رود و همین پروسه تکرار شده و ادامه می یابد تا قطعه نهایی شکل گیرد.

4.پس از چاپ، معمولا قطعه دارای کیفیت خوب و در محدوده سبز قرار داشته و نیاز به عملیات تکمیلی نخواهد داشت، در صورتی نیاز به عملیات تکمیلی تحت نور UV پیدا خواهد نمود که خواص مکانیکی و حرارتی بسیار بالایی موردنیاز باشد.

روند پلیمریزاسیون در پرینتر SLA  چگونه است ؟

پلاستیک ها از زنجیره بلند کربن تشکیل شده است اما زنجیره کوچکی از پلاستیک های چسبناک و محکم وجود دارند ورزین یک پلاستیک است که از زنجیر کربن کوتاه از یک کربن تا چند هزار کربن تشکیل شده است.

همه اینها اجزای پلاستیک های کاربردی را دارند اما تاکنون کاملا پلیمریزاسیون نشده اند.

هنگامی که رزین در معرض نور UV قرار می گیرد، زنجیرها به هم متصل می شوند تا زنجیره های بسیار طولانی تر و در نتیجه سخت تر شوند.

 هنگامی که زنجیره های کربن واکنش نشان دهند، نتیجه آن یک قطعه تولید سه بعدی جامد می باشد.

 همانطور که زنجیره بزرگتر می شود و ایجاد لینک های متقاطع، رزین شروع به سخت شدن، می کند. کل فرآیند، از حالت مایع به جامد پلیمریزاسیون، طی یک زمان میلی ثانیه رخ می دهد و سپس تکرار و تکرار و تکرار تا اینکه قطعه مورد نظر توسط پرینتر سه بعدی SLA تولید شود.

فرایند پس از تولید

پس از تکمیل تولید سه بعدی، قطعات در پلت فرم ساخت به رنگ سبز باقی می مانند. در حالی که آنها به شکل و فرم نهایی خود رسیده اند ولی هنوز

واکنش پلیمریزاسیون به پایان نرسیده است، بنابراین خواص مکانیکی و حرارتی به طور کامل تنظیم نشده است.

اضافه کردن یک اتاقک برای روند تولید سه بعدی، فرایند پلیمریزاسیون را کامل می کند و خواص مکانیکی را تثبیت می کند.

 این باعث می شود که قطعات به بالاترین قدرت ممکن برسند و پایدارتر شوند، که مخصوصا برای رزین های کاربردی برای مهندسی، دندانپزشکی و جواهرات مهم است.

9  مشخصه و خصوصیات پرینتر SLA

1.دقت و تکرارپذیری

پرینتر های سه بعدی SLA می توانند قطعات دقیق با ابعاد قابل تکرار ایجاد کنند. این برنامه های کاربردی برای مجموعه های مهندسی، کارشناسان و تولید کنندگان ریخته گری طلا و یا محصولات سفارشی دندان بسیار مفید می باشد.
ترکیبی از مخزن رزین گرم و پلتفرم ساخت بسته، شرایط تقریبا یکسان برای هر چاپ فراهم می کند.

2.آزادی طراحی

بسته به هندسه قطعه طراحی شده و ویژگی های سطح مثبت و منفی می تواند در ۳۰ میکرون یا کمتر تولید شود.

 این برای برنامه های مفصل مانند ویژگی های پیچیده در مجسمه ها یا قطعات کوچک در جواهرات ضروری است.

  SLA این توانایی را دارد تا از طریق رزینهای مخصوص، نمونه های ساخته شده را مستقیما ریخته گری کرده و محصول نهایی را تولید کنید. بدون نیاز به ماشینکاری ویا تزریق پلاستیک.

3.نمونه سازی سریع با تکرار سریع

پرینتر سه بعدی SLA کمک می کند تا مهندسین و طراحان محصول به سرعت، با تصحیح نگاه وعملکرد طراحی را تصدیق کند. آنها می توانند آزمایش های مونتاژ و مکانیزم قطعه ها را با صرف زمان کمتری انجام داده و زودتر به نتیجه برسند.

4. تنظیمات پرینتر

در سیستم های پرینت سه بعدی SLA بیشتر توسط سازنده دستگاه تعیین شده و قابل تغییر نیستند.
تنها متغیرهای قابل تعیین در این تکنولوژی ضخامت لایه و جهت گیری قطعه هستند.

ضخامت لایه معمول در SLA بین ۲۵ تا ۱۰۰ میکرون است.
در ضخامت لایه های پایین تر,  هندسه انحنا ها دقیق تر ساخته می شود اما زمان ساخت قطعه بالا می رود.

ضخامت لایه ۱۰۰ میکرون برای بیشتر کاربرد ها مناسب است.

5. تمیز کردن   Clean

پس از تکمیل فرایند تولید، پلت فرم ساخت را می توان از پرینتر سه بعدی جدا نمود.

قطعات تولید شده برای شستوشوی رزین های بدون سرب از سطح آنها به الکل ایزوپروپیل (IPA) نیاز دارند.

6.بهینه سازی  Cure

قطعات تولید شده با استفاده از رزین های کاربردی نیاز به بهینه سازی نهایی دارند تا روند پلیمریزاسیون و تثبیت خواص مکانیکی تکمیل گردد.

7.پایان  Finish

پس از خشک شدن نهایی، قسمتهایی که نقش پشتیبان قطعه سه بعدی را بر عهده داشتند را می توانید با کمی فشار و یا برش از قطعه اصلی جدا کنید و نقاط باقیمانده توسط پشتیبانها نیز در تمیز کاری پسا تولید پاک می شوند.

 قطعات SLA به راحتی می تواند پس از پردازش برای برنامه های خاص و یا مورد نیاز، از جمله ماشینکاری، پر کردن، نقاشی، و منتاژ قطعات تولید شده استفاده گردند.

8.پرداخت و پولیش (پست پروسس)

قطعاتی که با پرینتر سه بعدی SLA می توانند تا حد رسیدن به یک محصول نهایی پرداخت شوند. روش های پرداخت متنوعی برای این قطعات از جمله پولیش، پوشش اسپری، سمباده کاری و استفاده از یک روغن معدنی خاص وجود دارد.

9.کاربرد SLA در صنایع

استریولیتوگرافی یکی از بهترین راه های تولید نمونه های اولیه بسیار دقیق، با دوام و ارزان قیمت است.

چاپگرهایی که با این روش نمونه سازی را انجام می دهند قادر هستند اشیاء با پیچیدگی های بسیار بالا را که به روش سنتی بسیار وقت گیر است و از دقت پائینی برخورداراست را به راحتی و با دقت بسیار بالا بسازد.

امروزه خودرو سازان برای تولید بسیاری از قطعات به عنوان مثال دستگیره های ماشین به جای استفاده از روش زمان بر ریخته گری از SLA استفاده کرده که این نمونه ها می توانند برای سنجش عملکرد و ظاهر نمونه های واقعی به کار برده شوند

بیشتر پرینترهای سه بعدی SLA رومیزی -مثل پرینتر Formlabs  با سیستم های پایین به بالا کار می کنند.

سیستم های بالا به پایین بیشتر برای سیستم های صنعتی SLA به کار می روند.

جدول زیر ویژگی ها، شباهت ها و اختلافات این دو نوع جهت گیری پرینتر را به طور خلاصه نشان می دهد:

اندازه ساخت هم از متغیرهایی است که برای طراح می تواند اهمیت زیادی داشته باشد.

به طور کلی دو نوع مکانیزم پرینتر سه بعدی SLA وجود دارد:

1.     مکانیزم “بالا به پایین

2.     مکانیزم “پایین به بالا

·        SLA بالا به پایین

منبع لیزر بالای تانک قرار دارد و قطعه از بالا ساخته می شود. پلتفرم ساخت در حالت اولیه در بالاترین قسمت تانک رزین قرار گرفته و با انجماد هر لایه پایین می آید.

·        SLA پایین به بالا

” منبع نور برخلاف نوع قبلی در زیر تانک رزین قرار داده می شود و قطعه از پایین به بالا ساخته می شود.

 زیر تانک یک سطح شفاف با پوشش سیلیکونی قرار دارد که نور لیزر را از خود عبور می دهد و رزین جامد شده به آن نمی چسبد.

 پس از ساخت هر لایه، رزین جامد از پایین تانک جدا شده و پلتفرم ساخت یک مرحله بالا می رود. به این قسمت مرحله لایه برداری گفته می شود.

نمای شماتیک یک پرینتر سه بعدی SLA پایین به بالا

نمای شماتیک پرینتر سه بعدی SLA “بالا به پایین

ساپورت

در سیستم های سمت راستRIGHT SIDE UP 

، این ساپورت ، قطعات را در یک مکان دقیق نگه می دارد تا اطمینان حاصل شود که چیزی برای اتصال با تمام جزئیات وجود دارد و در برابر فشار جانبی از مخزن پر شده از رزین مقاومت کند تا قطعه با کیفیت تولید شود.

در SLA معکوس INVERT

نیز از پشتیبانی استفاده می کند تا قسمتهای مدور را به پلتفرم ساخت اضافه کند، از انحراف به دلیل گرانش جلوگیری کند و بخش های تازه ایجاد شده را در طول روند قشری ایجاد نماید.

پرینتر های سه بعدی SLA پایین به بالا و بالا به پایین به شیوه های متفاوتی از سازه ساپورت استفاده می کنند:

بالا به پایین (Top-down) 

1.نیاز به ساپورت مشابه پرینتر سه بعدی FDM است.

2.ساپورت ها صرفا برای پرینت دقیق بیرون زدگی ها و پل(بریج) ها استفاده می شوند.

3.زاویه بحرانی ساپورت در این پرینتر ها حدود ۳۰ درجه است.

4.قطعه می تواند هر جهت گیری ای داشته باشد.

5.     قطعات معمولا به طور تخت پرینت می شوند تا نیاز به سازه ساپورت به حداقل برسد.

پایین به بالا(Bottom-Up) 

1. پل(بریج) ها و بیرون زدگی ها باز هم نیازمند ساپورت هستند اما ویژگی دیگری که در پرینت SLA وجود دارد مقاوم سازی قطعه در برابر نیروهای وارده بر آن در پروسه لایه برداری است.

2. برای اینکه نیروی وارده در قطعه پخش شود نیاز است که قطعات به طور مایل روی سینی ساخت قرار گیرند و این مسئله موجب افزایش حجم ساپورت می شود.

پیچش

یکی از اصلی ترین مشکلات در پرینت سه بعدی SLA پیچش یا پیچ خوردن قطعه است.

این خطا مشابه مشکل تاب برداشتن قطعات در پرینت سه بعدی FDM است.

در  پروسه انجماد رزین، قرار گرفتن قطعه در معرض منبع نور موجب انقباض جزئی قطعه می شود.

 در مواقعی که این انقباض قابل توجه است، بین هر لایه و لایه قبلی فشار زیادی وارد شده که می تواند موجب پیچش قطعه شود

چسبندگی لایه ها

قطعاتی که با پرینتر سه بعدی SLA ساخته می شوند برخلاف قطعات FDM خواص مکانیکی ایزوتروپی دارند به این معنا که دارای مقاومت یکسانی در جهت های مختلف هستند

این قطعات رفتار یکسانی در برابر نیروی وارده از هر جهت دارند.

این خاصیت به دلیل تابش چندین باره پرتوی لیزر به سطح رزین است.

رزین با یک بار تابش لیزر نمی تواند به طور کامل جامد شود به همین دلیل عبور چندباره لیزر از سطح قطعه نیاز است و این مسئله موجب ایجاد پیوند های بسیار بادوام بین لایه های قطعه می شود.

در پرینت سه بعدی SLA ، پروسه جامد و کیور کردن رزین حتی پس از پرینت هم ادامه  پیدا می کند.

برای رسیدن به بهترین خواص مکانیکی ، قطعات SLA باید post cure شوند.

 این کار با قرار دادن قطعات در یک محفظه نور UV که در برخی موارد دمای بالایی دارد انجام می شود.

این پروسه مقامت گرمایی و استحکام قطعه را به طرز قابل توجهی افزایش می دهد اما در مقابل میزان شکنندگی قطعه بالا می رود.

متریال های پر استفاده پرینتر سه بعدی SLA

همه مواد اولیه SLA در قالب رزین مایع هستند.
قیمت هر لیتر رزین از حدود ۵۰$ (برای متریال استاندارد) تا ۴۰۰$ (برای رزین های خاص مثل رزین قالبگیری و دندانسازی) می تواند باشد.

قطعه هایی که با پرینتر سه بعدی SLA ساخته می شوند زیاد به عنوان قطعات کاربردی که تحت فشار زیادی قرار دارند مناسب نیستند.

محدودیت ها و قابلیت های پرینتر سه بعدی SLA

1 پرینتر سه بعدی SLA می تواند قطعات را با دقت ابعادی بسیار بالا جزئیات کوچک بسازد.

2.سطح قطعات SLA بسیار نرم و با کیفیت است. SLA برای نمونه سازیهایی که شکل ظاهری آنها در اولویت است یک تکنولوژی ایده آل است.

3.متریال های خاص SLA هم مثل رزین های شفاف، انعطاف پذیر و قالبگیری موجود هستند.

4.به طور کلی قطعات SLA شکننده هستند و زیاد برای نمونه های کاربردی مناسب نیستند.

5.با قرار گرفتن قطعات SLA در معرض نور خورشید خواص مکانیکی و ویژگی های ظاهری آنها به مرور زمان تضعیف می شود.

6.سازه ساپورت همیشه لازم است و برای محو کردن جای ساپورت ها نیاز به پرداخت و پست پروسس وجود دارد.

7.بهترین انتخاب نمونه سازی سریعبرای نمایش فرم و ظاهر قطعه پرینتر سه بعدی SLA است.

8.پرینتر سه بعدی SLA رومیزی برای تولید قطعات کوچک (کوچکتر از یک مُشت) با هزینه بهینه یک تکنولوژی ایده آل است.

9.ماشین های SLA صنعتی می توانند قطعات بسیار بزرگ بسازند(تا ۱۵۰۰*۷۵۰*۵۰۰ میلیمتر)