Ce este stereolitografia?
Aceasta este una dintre tehnologiile de imprimare 3d, adică recreând un obiect tridimensional pe un model de computer. Datorită acesteia, timpul necesar pentru a transforma o idee de design simplă într-o parte din plastic poate fi doar câteva ore. În același timp, precizia și costul implementării unui astfel de proiect au relații enorme de preț și calitate. Dar despre totul în ordine.
Istoria apariției
Prima apariție a acestei tehnologii datează din 1984, când americanul Charles Hull a prezentat un prototip. Doi ani mai tarziu a fondat compania 3D System, doi ani mai tarziu a fost lansata prima imprimanta 3D SLA. De atunci și până în prezent, ei continuă să îmbunătățească tehnologia stereolitografiei laser. Și dacă înainte de a fi folosit în principal pentru producția industrială, iar imprimantele păreau greoaie și costisitoare, astăzi este destul de posibil să cumpărați un dispozitiv mic și nu prea scump pentru uz casnic.
Tehnologie de imprimare
Proprietatea principală care folosește stereolitografia este solidificarea fotopolimerului pe straturi a oligomerului lichid sub influența unui fascicul laser. Esența acestui proces este combinarea moleculelor scurte de monomeri în cele polimerice lungi. Pentru claritate, acest proces poate fi comparat cu întărirea epoxidului (oligomer) sub acțiunea unui întăritor (reactiv). În stare obișnuită, este lichid, dar reacționează cu moleculele sale combinate și solidificate, transformându-se într-un polimer solid.
Întregul proces de imprimare 3D este sub controlul mașinii. În interiorul imprimantei este un recipient cu o substanță lichidă care conține un fotoinitiator - un reactiv care, la contactul cu laserul, duce la întărire. În rezervor la o distanță de 0,1-0,2 mm față de suprafața lichidului este o platformă la care modelul este atașat ulterior. Laserul trece prin conturul tuturor pereților piesei de prelucrat, după care se coboară cu 0,2 mm și procesul se repetă.
grosime cu laser de 0,3 mm, acest lucru ne permite să producă o mare varietate de obiecte cu mare precizie, iar solidificarea numai acea parte a lichidului, care afectează fasciculul face ca această tehnologie destul de economic, care afectează costul final al modelului finit. După terminarea procesului, modelul este îndepărtat din rezervor, curățat de substanța oligomerică neagră și introdus în camera de polimerizare finală. Pentru a reduce timpul de fabricație, piesele sunt iradiate de laser pentru foarte puțin. Gradul de polimerizare în 20% le conferă o rezistență suficientă pentru extracție și purificare. În cameră acest indicator este ajustat la 100%, iradiind modelul timp de 20 de minute cu lumină de inițiere. După întărirea finală, piesele sunt lustruite, dacă este necesar, pictate.
Caracteristicile produselor finite
Stereolitografia laser vă permite să creați o forță suficient de puternică pentru efectele externe ale obiectelor și în limita să reziste la o sarcină de aproximativ 890 kg / cm2. Cu toate acestea, ele nu sunt omogene în proprietățile lor. Ideea este că, atunci când polimerul se solidifică, are loc contracția, care, în funcție de compoziția oligomerului utilizat, poate varia de la unu la trei procente. Deoarece fabricarea de piese fiind „straturi“ în direcția acestor straturi creează structura tensiuni interne, care este foarte sensibil la îndoire și impacturi. De exemplu, pentru acest motiv, obiecte plate este mai bine pentru a crea o „în picioare pe margine“ și nu „mincinoase“ și, eventual, un desen sau model suplimentar de rigidizare.
În ceea ce privește influența temperaturii, stereolitografice permite crearea de obiecte care pot rezista la încălzire până la 100 ° C, după fierbere timp de 60 minute, rezistența la tracțiune a sarcinii scade la 290 kg / cm2. La 500 ° C, polimerul își pierde complet rezistența și devine negru.
Costul produselor
Metodele de estimare a costului produselor stereolitografice cu laser în Rusia și în Europa sunt oarecum diferite. Deci, în țările UE să accepte să plătească pentru timpul de fabricație a pieselor, și avem - pentru dimensiunile sale. Se pot aplica taxe suplimentare pentru:
- Scanarea modelului 3D;
- editarea obiectului 3D deja finalizat (corectarea erorilor, construirea "suporturilor", rigidizări);
- fabricarea efectivă;
- post-procesare (îndepărtarea suporturilor, șlefuirea, lustruirea); \
- complexitatea proceselor de fabricație (descompunerea în mai multe părți, "creșterea" într-o poziție care va contribui la o mai mare rezistență, dar va dura mai mult, etc.).
Costul mediu pentru "creșterea" produsului este de 30 de ruble. pentru 1 cm3. Dacă există un model 3D gata, costul aproximativ poate fi calculat în programe speciale.
Avantajele și dezavantajele streolitografiei cu laser
Avantajele acestei tehnologii includ:
- rezistență ridicată "pentru presiune";
- costul scăzut și economia procesului;
- absența aproape totală a restricțiilor în geometria obiectului fabricat;
- calcularea simplă a timpului de fabricație;
Punctele slabe ale stereolitografiei sunt:
- contracția materialului la întărire, ca urmare a rezistenței scăzute la încovoiere și a impactului;
Imprimante 3D SLA de pe piață
Imprimantele SLA sunt utilizate în principal în activități profesionale și industriale, deși există și modele pentru uz casnic. Costul modelelor necostisitoare este de la 150 000 de ruble. până la 350 000 de ruble. Prețul imprimantelor scumpe ajunge la 4.200.000 de ruble.
Comparați caracteristicile diferitelor modele de dispozitive stereolitografice în tabelul de mai jos:
Chiar ieri, o tehnologie numită „stereolitografice cu laser“, a sunat ca un fel de Abracadabra și, cu excepția unui cerc restrâns de specialiști, cu privire la aceasta, nimeni nu a auzit. Astăzi, Internetul este plin de site-uri care oferă gratuit 3D de scanare furnizate fotografii, on-line de editare a modelelor tridimensionale, rapid și la prețuri accesibile personalizate de fabricație a produselor de orice complexitate. Stereolitografia este deja utilizată activ în medicină, inginerie, arhitectură și în alte domenii ale activității umane. Mâine, probabil, fiecare elev va avea o imprimantă 3D și va efectua temele de modelare spațială.
Trimiteți-le prietenilor: