Produkcja jednostkowa i wprowadzanie nowych produktów na rynek w wielu przypadkach wymaga dokonania prototypowania. Prototyp służy do tego, by ocenić nowy produkt, poddać go modyfikacjom i zebrać opinie ewentualnych klientów. Na tej podstawie podejmuje się decyzję o dalszej produkcji, zmianie cech produktu lub zaniechaniu produkcji. Obecnie przy prototypowaniu korzysta się z technologii druku 3D, m.in. z metody SLA. Na czym ona polega?
Jedna z technologii szybkiego prototypowania
Z języka angielskiego szybkie prototypowanie to rapid prototyping, dlatego każda technologia szybkiego prototypowania 3D nazywana jest technologią RP. Dzieli się je na kilka grup, między innymi w zależności od tego, jakie materiały stosowane są do druku 3D. Technologie RP mogą wykorzystywać proszki, ciecze lub materiały lite. Omawiana przez nas technologia SLA zalicza się do drugiej kategorii. Polega bowiem na druku 3D z ciekłych żywic utwardzanych światłem.
Historia SLA
Skrót SLA zaczerpnięty został od nazwy najstarszej technologii addytywnej, jaką jest stereolitografia. Pierwsze prace naukowe nad tą metodą wytwarzania obiektów 3D podejmowano już w latach 60. XX wieku. Jednak za oficjalną datę powstania stereolitografii uważa się rok 1986, kiedy Charles Hull, Amerykanin, otrzymał patent na tę metodę wytwarzania. Dzięki ochronie patentowej Hull założył własną firmę o nazwie 3D Systems, która zajmowała się produkcją oraz sprzedażą pierwszych maszyn, jakie umożliwiały druk 3D w technologii SLA.
Prototypowanie w SLA – jak to działa?
W celu zrozumienia, w jaki sposób dokonuje się szybkiego prototypowania w metodzie SLA, warto wiedzieć, jak ta metoda w ogóle funkcjonuje. Druk SLA jest procesem realizowanym w krótkim czasie. Polega on na polimeryzacji, czyli zjawisku fotoutwardzania ciekłej żywicy. W procesie tym wykorzystywane jest światło o określonej długości fali. W ciekłej żywicy umieszczonej w specjalnej kuwecie urządzenia zanurzana jest platforma robocza, do której przywiera pierwsza warstwa fotopolimeru, będąca podstawą drukowanego modelu.
Kiedy utwardzona zostanie pierwsza warstwa ciekłej żywicy, stół roboczy podnosi się o określoną wysokość, a specjalny zgarniacz wyrównuje jednocześnie taflę w celu usunięcia z niej ewentualnych pęcherzyków powietrza. Warstwa zostaje utwardzona przy pomocy wiązki lasera, a następnie platforma ponownie zanurza się na głębokość warstwy. Cały proces jest realizowany w trybie cyklicznym, aż do chwili, gdy cały obiekt 3D zostanie wydrukowany i nadana mu będzie określona geometria.
Dlaczego warto stosować SLA przy szybkim prototypowaniu?
Wykorzystanie stereolitografii i druku SLA przy szybkim prototypowaniu jest uzasadnione głównie z uwagi na szybkość całego procesu i jego niskie koszty. Najważniejszym elementem działania maszyn w technologii SLA jest laser, który porusza się po zaprogramowanej wcześniej ścieżce dla całej warstwy. To on odpowiada za utwardzanie żywicy ciekłej naniesionej na uprzednio stworzoną warstwę.
Prototypy 3D, powstające w technologii SLA, mają tę zaletę, że są bardzo dokładne. Dlatego technologia szybkiego prototypowania 3D SLA wykorzystywana jest w zaawansowanym prototypowaniu, ale nie tylko. Może być za jej pośrednictwem realizowana produkcja jednostkowa lub małoseryjna. Cechą charakterystyczną metody SLA jest nie tylko wysoka dokładność, ale i możliwość wydruku trójwymiarowych elementów transparentnych. Stanowi to jej wyróżnik w porównaniu do innych technologii przyrostowych.
Artykuł powstał przy współpracy B3d.com.pl
