Guide d'impression 3D de la stéréolithographie (SLA)

Parmi les nombreux processus d'impression 3D en résine, la technologie d'impression 3D de la stéréolithographie (SLA) est devenue la plus courante et la plus populaire en raison de ses excellentes performances. Il peut produire des prototypes de haute précision, isotropes et étanches à l'eau et des pièces finies pour répondre à divers besoins de production.
Les pièces produites parImprimantes SLA 3D Non seulement une série de propriétés de matériaux avancées qui peuvent s'adapter aux exigences d'utilisation de différents scénarios; Son excellente finition de surface rend la texture du produit délicate et exquise; Et son affichage de fonctions fins peut restaurer avec précision les détails de conception et réaliser la construction de structures complexes. Dans ce guide détaillé, vous aurez une compréhension approfondie du mécanisme de fonctionnement deImprimantes 3D en résine SLA, explorez pourquoi il est largement utilisé par des milliers de professionnels aujourd'hui, et sachez comment les imprimantes SLA peuvent être intégrées dans votre flux de travail pour apporter des avantages importants à votre travail.



Table des matières
 

1. Qu'est-ce que l'impression SLA 3D?

1.1 Comment fonctionne la technologie SLA 3D

2. Une brève histoire de la stéréolithographie

3. Imprimantes 3D SLA de bureau perturber le marché

4. flux de travail d'impression SLA 3D
4.1 étape de conception
4.2 étape d'empreinte
Étape de la transformation de 4,3-post

5. Pourquoi choisir l'impression SLA 3D?
5.1Vitesse et sortie
5.2Polyvalence
5.3Précision et précision
5.4Caractéristiques fines et finition de surface lisse

6. Applications de la technologie d'impression SLA 3D

7. Matériaux d'impression SLA 3D


1. Qu'est-ce que l'impression SLA 3D?

 

La stéréolithographie (également connue sous le nom de photopolymérisation de la TVA ou l'impression 3D en résine) est un processus de fabrication additif qui utilise une source lumineuse pour guérir la résine liquide dans du plastique durci. L'impression SLA 3D est la plus rapide, avec la résolution et la précision la plus élevée, les détails les plus nets et la finition de surface la plus lisse dans tout le champ de technologie d'impression 3D. De plus, la technologie d'impression 3D en résine a un autre avantage exceptionnel - la diversité matérielle. Les fabricants de matériaux ont développé des formulations de résine SLA innovantes qui ont une large gamme de propriétés optiques, mécaniques et thermiques qui peuvent être entièrement adaptées aux thermoplastiques standard, ingénieurs et industriels.
 

Avec l'avancement continu du matériel d'impression 3D, des logiciels et des sciences des matériaux, la technologie SLA est devenue plus abordable et accessible, permettant aux entreprises de transformer leurs modèles de prototypage, de tests et de production. Les pièces imprimées SLA 3D ont été largement utilisées dans diverses industries, telles que la fabrication de produits finis, des pièces de remplacement industriel, des aides à la fabrication, des outils, etc. Sa finition de surface lisse et ses tolérances serrées en font un choix idéal pour les assemblages multi-pièces, les produits de consommation ou les pièces de révision de conception finales.


 

Maintenant que les workflows abordables et faciles à utiliser sont disponibles, les entreprises de toutes tailles ont la possibilité d'apporter une impression 3D de haute qualité. L'application de cette technologie a aidé des milliers de professionnels à réduire les coûts d'exploitation, à augmenter l'efficacité et à créer des modèles commerciaux entièrement nouveaux.

1.1 Comment fonctionne la technologie SLA 3D
 

Le principe de travail de la technologie d'impression SLA 3D est basé sur l'utilisation de la lumière pour solidifier la résine liquide dans un objet tridimensionnel. La méthode spécifique consiste à exposer le canon de résine ou le réservoir de résine à la source lumineuse pour durcir la résine liquide. Dans les imprimantes SLA de haut en bas traditionnelles, la source de lumière est située au-dessus du baril de résine liquide et la lumière irrade la résine liquide de haut en bas. En 2011, la technologie de stéréolithographie inversée lancée par les co-fondateurs de Formlabs Max Lobovsky, David Cranor et Natan Linder ont renversé la disposition traditionnelle et placé la source lumineuse sous le réservoir de résine. Lorsque vous travaillez, la section transversale de la pièce est d'abord dessinée sur la couche de résine inférieure. À mesure que la plate-forme de construction augmente, la résine liquide coulera naturellement sous la couche solidifiée pour terminer le remblayage de la couche de résine. La répétition de ce processus peut imprimer des objets tridimensionnels complexes.


 

Il existe de nombreuses innovations dans la technologie de stéréolithographie inversée, parmi laquelle la conception du réservoir de résine inférieur transparent (finalement flexible) est d'une grande importance. Cette conception permet non seulement de fabriquer des imprimantes SLA inversées plus grandes, mais sa surface flexible peut également réduire efficacement la force de pelage et améliorer la stabilité et l'efficacité de l'impression.
 

Les imprimantes SLA 3D utilisent des matériaux thermodurcissables photosensibles - résines. Lorsque les résines SLA sont exposées à la lumière d'une longueur d'onde spécifique, les chaînes moléculaires courtes internes se connectent rapidement et les monomères et les oligomères polymérisent en formes géométriques rigides ou flexibles pour atteindre la solidification.

Au cours de la dernière décennie, de nouveaux processus d'impression 3D en résine ont émergé, principalement basé sur le type de source lumineuse utilisée. Les processus communs comprennent: la stéréolithographie par laser (SLA), qui utilise la densité d'énergie élevée des lasers pour guérir avec précision les résines; Traitement de la lumière numérique (DLP), qui utilise des périphériques micromirrants numériques pour changer rapidement de modèles de lumière pour guérir les résines; La stéréolithographie du masque (MSLA, souvent utilisée de manière interchangeable avec l'impression 3D LCD), qui utilise un écran LCD comme masque pour contrôler la zone où la lumière est irradiée. Par exemple, le moteur d'impression Low Force Display ™ (LFD) de Formlabs est une forme avancée d'impression 3D MSLA.


 

Le workflow d'impression SLA 3D est simple. Après l'impression, les pièces doivent être nettoyées avec de l'alcool ou de l'éther pour éliminer l'excès de résine liquide à la surface. Ensuite, selon le matériau, une étape post-future peut être nécessaire pour terminer la polymérisation de la pièce et obtenir ses propriétés de matériau optimales. D'autres post-traitements tels que la coloration, le revêtement ou l'électroples peuvent être effectués pour répondre aux exigences d'application ou esthétiques spécifiques.

2. Une brève histoire de la stéréolithographie


 

La stéréolithographie remonte au début des années 1980, lorsque le chercheur japonais, le Dr Hideo Kodama, a lancé la méthode de superposition moderne de guérison des photopolymères avec la lumière UV, qui est devenue le prototype de la stéréolithographie. Charles (Chuck) W. Hull a ensuite inventé le terme «stéréolithographie» et a obtenu avec succès un brevet pour la technologie en 1986. La même année, il a fondé des systèmes 3D et une stéréolithographie officiellement commercialisée, ouvrant un nouveau chapitre dans son application dans le domaine industriel. Hull a décrit la technologie comme créant des objets 3D en "imprimant" des couches minces de matériaux qui peuvent être guéries par la lumière UV.
 

Bien que la stéréolithographie soit née tôt, ce n'est pas la première technologie d'impression 3D à gagner une popularité généralisée. À la fin des années 2000, les brevets apparentés expirés, les imprimantes 3D de modélisation de dépôt fusionnées en petit format (FDM) sont apparues sur le marché. Une fois cette technologie d'extrusion abordable lancée, elle a déclenché la première vague d'applications et de reconnaissance généralisées de la technologie d'impression 3D, élargissant considérablement la portée de l'application de la fabrication additive. Cependant, les imprimantes FDM 3D ont certaines limites à répondre à divers besoins professionnels et ne peuvent pas couvrir entièrement tous les scénarios d'application. Cela a également incité l'innovation continue de la technologie de stéréolithographie dans le développement ultérieur pour s'adapter à des besoins plus diversifiés.

3. Imprimantes 3D SLA de bureau perturber le marché

 

Dans le développement de la technologie d'impression 3D,Imprimante 3D SLA de bureauont provoqué des changements de marché. Auparavant, l'impression 3D haute résolution reposait sur de grands systèmes industriels, qui étaient coûteux et occupaient une grande zone. Les imprimantes SLA de bureau ont brisé cette situation avec leur corps compact et leur prix abordable, ce qui rend la populaire à haute résolution 3D.

La première solution de stéréolithographie inversée est très importante. Il permet à différents clients d'accéder à la technologie d'impression 3D SLA, et son prototype jette les bases du développement technologique ultérieur. En 2015, le nombre de matériaux compatibles a augmenté, aidant l'innovation dans plusieurs secteurs tels que la conception de produits, la fabrication d'ingénierie, la dentisterie et les bijoux. En 2019, le réservoir de résine inférieur flexible a été utilisé pour réduire la force de pelage, améliorer la qualité de l'impression et étendre la portée de l'application. Aujourd'hui, la technologie de stéréolithographie est devenue l'un des processus d'impression 3D plastiques matures avec une forte compétitivité.


4.SLA 3D IMPRIMINATION DU FLOW

4.1 phase de conception



Utilisez des données de logiciel CAO ou 3D pour concevoir un modèle 3D et l'exporter au format STL ou OBJ. Importez le logiciel de préparation d'impression, définissez des paramètres et coupez-le, tels que le logiciel de préforme, qui peut générer automatiquement des supports et déterminer la direction d'impression. Les utilisateurs avancés peuvent également creuser des pièces pour la technologie SLA pour économiser des matériaux.
 

Phase d'empreinte 4.2


Une fois la conception et le paramètre terminé, le logiciel de préparation d'impression transmet des données à l'imprimante via le réseau, le USB ou Ethernet. Le réservoir de résine amovible et la plate-forme de l'imprimante SLA inversée sont pratiques pour changer les matériaux et la nouvelle impression.

 

Phase de transformation de 4,3post

La plupart des imprimantes SLA doivent gratter manuellement les pièces, mais la plate-forme de construction flexible et flexion L peuvent rapidement éliminer les pièces pour réduire les dommages. Après le retrait, nettoyez-les avec de l'alcool isopropylique ou de l'éther et utilisez le dispositif de lavage de formulaire pour simplifier le processus. Certains matériaux doivent être postaux après le lavage et le séchage. Le remède au formulaire peut contrôler avec précision la température et la lumière pour assurer l'effet de durcissement. Enfin, les supports et les marques de broyage sont supprimés, et les pièces SLA peuvent également être traitées, peintes ou traitées davantage par broyage, électroplations, etc. pour répondre à différentes exigences de demande.

5. Pourquoi choisir l'impression SLA 3D?
 

5.1 Vitesse et sortie
Dans la technologie d'impression 3D, l'impression 3D SLA est la plus rapide et le durcissement SLA du laser est plus lent que le DLP ou le MSLA. Prend en charge la résine de modèle rapide, avec une vitesse de 100 mm / heure, et peut être imprimée en deux heures, avec plusieurs itérations par jour. Il peut atteindre la conception et la fabrication de taille humaine, la plupart des versions terminées en six heures, et la production de grands ou lots peut être achevée en une journée.
 

 

5.2 Polyvylity matériel
Les matériaux d'impression SLA 3D sont riches, avec des centaines de formules de résine, qui peuvent être remplies de matériaux auxiliaires, en tenant compte des différentes propriétés mécaniques et de la dureté, couvrant les matériaux dans plusieurs industries. Les fabricants d'imprimantes ont des modes de plate-forme ou d'étiquette blanc auto-préparés. Bien que différent des thermoplastiques traditionnels, il existe des résines SLA adaptées à presque toutes les applications.

 

5.3 Précision et précision
La précision et la précision sont essentielles pour diverses industries, et l'impression SLA est l'une des solutions d'impression 3D de haute précision. La précision fait référence au degré de correspondance avec la taille du modèle CAO, et la précision est le degré de production répétée de la même taille. La précision des imprimantes SLA 3D de qualité professionnelle est entre le traitement standard et le traitement fin et est affectée par la source lumineuse, la qualité des composants, l'étalonnage de la conception d'ingénierie et les matériaux. Les matériaux rigides sont plus précis. , peut imprimer avec une haute précision, son environnement fermé chauffé et l'impression à basse température réduisent l'impact de l'expansion thermique et de la contraction, et le moteur d'impression LFD et la force de pelage basse garantissent la précision des pièces.

 

5.4 Caractéristiques fines et finition de surface lisse
Les imprimantes SLA 3D sont l'indice de référence pour la fabrication de surfaces lisses et de fonctionnalités fines. La surface des pièces imprimées est lisse, avec presque pas de lignes de calques, et ne nécessite pas beaucoup de post-traitement. L'apparence est comparable à la fabrication traditionnelle. Par rapport à FDM et SLS, SLA peut obtenir des caractéristiques plus fines et des tailles plus petites, un contrôle de lumière plus précis et peut imprimer de petites caractéristiques et des murs minces.

6. Applications de la technologie d'impression SLA 3D
Les pièces imprimées en résine 3D accélèrent les entreprises d'innovation et de soutien dans diverses industries avec des matériaux avancés, une haute précision et des processus pratiques. Les coûts réduits le rendent plus économique et plus facile à développer, et les applications d'utilisation finale et la personnalisation de masse deviennent de plus en plus courantes.
 

1. Fabrication



Par rapport à la fabrication traditionnelle, les fabricants utilisent l'impression 3D pour fabriquer des outils prototypes, des outils personnalisés, des moules et des aides de fabrication pour réduire les coûts et le délai d'exécution, optimiser les processus de production et améliorer la qualité et l'efficacité. Couvrant des aides à la fabrication (gabarits et accessoires), fabrication rapide de moisissures (injection, pressage chaud, silicone, moulure de soufflage), moulage métallique, petit lot et production personnalisée à grande échelle.

 

2. Automobile



L'industrie automobile utilise la technologie d'impression SLA 3D pour fabriquer diverses pièces tout au long du processus, des modèles conceptuels aux pièces après-vente, impliquant un prototypage rapide (modèles de concept, fabrication de prototypes fonctionnels, tests de vérification), fabrication rapide de moisissures, aides à la fabrication et pièces après-vente finies et personnalisées.
 

3. Aérospatial

Les pièces imprimées SLA 3D sont utilisées pour les tests d'espace, la fabrication et les tests de l'aviation commerciale, le prototypage et la fabrication dans l'industrie aérospatiale. Appliqué au prototypage rapide (test de soufflerie), à ​​la fabrication rapide, aux aides de fabrication et aux pièces finies, de remplacement et personnalisées.

4. Dentiert



La dentisterie numérique utilise l'impression 3D pour réduire les risques et fournir des produits et des instruments personnalisés de haute précision, y compris des modèles de couronne et de pont, des aligneurs clairs et des modèles de retenue Holley, des guides chirurgicaux, des attelles et des coussinets de morsure, des modèles pour le moulage et le pressage et les prothèses.
 

5. Médical
 

La technologie d'impression 3D de bureau professionnel aide les médecins à fournir des plans et équipements de traitement personnalisés, économiser du temps et des coûts, et est appliqué aux modèles anatomiques, aux dispositifs médicaux et aux instruments chirurgicaux, aux orthèses et aux restaurations pour la planification chirurgicale.
 

6. Bijoux



L'industrie des bijoux utilise l'impression CAO et 3D pour un prototypage rapide pour répondre aux besoins des clients et produire des produits finis qui peuvent être coulés directement, qui sont appliqués à la coulée de cire perdue (moulage d'investissement), aux prototypes de haute fidélité personnalisés et aux moules maîtres pour le moulage en caoutchouc.

7. Matériaux d'impression SLA 3D
 

Résines d'ingénierie

Dans le domaine de l'ingénierie et de la fabrication, les performances des matériaux sont liées à la qualité des produits et à l'efficacité de la production. En tant que matériau hautement rempli de verre, la résine Xinshan peut rester stable et ne pas se déformer lorsqu'elle est soumise à d'énormes charges. C'est un choix idéal pour les applications avec des exigences de rigidité élevées telles que le moulage par injection, garantissant la fabrication de pièces industrielles de haute précision et de haute résistance. Les résines d'ingénierie Xinshan sont formulées pour des besoins complexes et surpassent les matériaux communs tels que l'ABS, le silicone et le coup d'œil. La gamme de produits est riche, notamment des matériaux rigides à haute dureté, des matériaux solides résistants à l'impact, des matériaux flexibles résistants à la flexion, des résines fonctionnelles spéciales telles que l'impression 3D antistatique et flamme, ainsi que des matériaux technologiques de pointe tels que la céramique et la silicone 3D 3D, élargissant les limites des essais de bureau 3D, aidant à de nouveaux applications, simplifiant les processus et les tests de terrain.
 

Résines dentaires

Les résines dentaires Xinshan ont révolutionné le champ dentaire et peuvent rapidement fabriquer des dispositifs biocompatibles tels que les aligneurs transparents et les guides chirurgicaux, et peuvent également fournir des solutions de haute qualité pour des applications intra-orales avancées telles que les prothèses complètes. Xinshan crée un flux de travail rationalisé et intégré pour les professionnels dentaires, et chaque lien est soigneusement conçu pour assurer la production de pièces précises sans ajustements et étalonnages fastidieux.
 

Resines de bijoux

Dans l'industrie des bijoux, la personnalisation et le raffinement sont essentiels, et les résines de bijoux sont des matériaux clés pour le prototypage et la production de bijoux personnalisés. Les nouvelles résines de bijoux de montagne rétablissent bien les détails et peuvent reproduire des incrustations claires, des incrustations de griffes pointues, etc. Les marchands de toutes tailles peuvent l'utiliser pour produire des pièces d'essai, jeter des bijoux personnalisés ou des moissurs de moisissures réutilisables pour les clients pour répondre aux besoins personnalisés, réduire les coûts et favoriser l'innovation dans l'industrie des bijoux.

 

Avec ses avantages uniques, la technologie d'impression SLA 3D a pris racine dans de nombreuses industries et a considérablement favorisé l'innovation et les changements de production. En regardant vers l'avenir, avec la progression continue des sciences matérielles, logicielles et matérielles, la précision, la vitesse et la diversité des matériaux de l'impression SLA 3D devraient être encore améliorées, et le coût continuera de diminuer. Cette technologie élargira également son application dans des champs plus émergents et créera plus de possibilités. Je crois que dans un avenir proche, la technologie d'impression 3D SLA favorisera le développement social comme la technologie de fabrication traditionnelle d'aujourd'hui et aidera diverses industries à atteindre de nouveaux sommets.