Drukarki 3D wykorzystują różne technologie addytywne. Jedną z nich jest technologia SLA 3D, czyli stereolitografia. Jak ona powstała, jaka jest budowa i działanie drukarki 3D SLA? Gdzie znajduje ona najczęściej zastosowanie?
Historia stereolitografii
Najstarszą technologią addytywną, która dała podwaliny do powstania współczesnej branży druku 3D, jest stereolitografia, nazywana w skrócie SLS. Pierwsze prace naukowe i badawcze nad wytwarzaniem przyrostowym odbywały się już w latach 60. XX wieku. Kluczową datą dla powstania drukowania 3D jest rok 1986, kiedy to Charles Hull – Amerykanin, otrzymał patent o numerze 4,575,330 na metodę nazywaną stereolitografią. Założył on własną firmę o nazwie 3D Systems, która zajmowała się produkcją i sprzedażą pierwszych maszyn umożliwiających druk 3D w technologii SLA. Ciekawą kwestią jest budowa i działanie drukarki 3D SLA.
Na czym polega praca drukarki SLA?
Drukowanie w technologii addytywnej SLA polega na wykorzystaniu procesu polimeryzacji, czyli utwardzaniu ciekłej żywicy poprzez fotoutwardzanie przy użyciu światła o określonej długości fal, czyli światła lasera. Żywica stanowiąca podstawę tej metody druku 3D znajduje się w zbiorniku, do którego zanurza się platforma, tj. stół roboczy, do którego przywiera pierwsza warstwa utwardzonej żywicy. Platforma zanurza się w niej ponownie, ale opuszcza się na wysokość zadanej warstwy. Proces powtarzany jest wielokrotnie, a wiązka lasera za każdym razem utwardza kolejną warstwę modelu.
Warto przy tym powiedzieć, że laser nie naświetla żywicy bezpośrednio, ale przy użyciu lustra, które odbija jego wiązkę pod zadanym kątem. Laser umiejscowiony jest niezmiennie nieruchomo, a za ruch jego wiązki odpowiada jedynie lustro.
Jak zbudowana jest drukarka 3D SLA?
Bardzo ważnym elementem drukarki 3D SLA jest platforma robocza wraz ze zbiornikiem, w którym znajduje się płynna żywica, tj. ciekły fotopolimer. Za utwardzanie kolejnych warstw materiału przy technologii SLA odpowiada wiązka lasera wraz z zestawem specjalnych luster. Każda pojedyncza warstwa obiektu przestrzennego przy drukowaniu 3D w technologii SLA jest nakładana dzięki ostrzu zgarniacza. Zgarniacz odpowiada za wyrównanie tafli nałożonej cieczy oraz za usuwanie występujących w niej pęcherzyków powietrza.
W technologii 3D drukarki przestrzenne wykorzystują do wydrukowania pożądanego obiektu termoutwardzalne ciekłe żywice fotopolimerowe. Może być to:
· standardowa żywica,
· czysta żywica,
· żywica odlewnicza,
· żywica o podwyższonej wytrzymałości,
· żywica dentystyczna,
· żywica wysokotemperaturowa,
· żywica kauczukopodobna.
Dlaczego warto wybrać drukowanie w SLA?
Obiekty drukowane w 3D przy użyciu drukarek SLA charakteryzują się wysoką precyzją wykonania. Mają bardzo dobrą dokładność odwzorowania geometrii, jaka okazuje się nieosiągalna w przypadku innych popularnych metod wydruku 3D, jak FDM. Drukarki 3D, pracujące z wykorzystaniem technologii SLA, pozwalają na wybór materiałów z szerokiej gamy. To materiały bardzo dobrze imitujące termoplasty. Drukarki te dają możliwość budowania bardzo cienkich ścianek oraz drukowania elementów, które są przezroczyste lub półprzezroczyste. Umożliwiają klejenie kilku modeli z wykorzystaniem tej samej żywicy, która podlega utwardzaniu światłem UV.
Najczęściej drukowanie 3D SLA wykorzystywane jest obecnie powszechnie w prototypowaniu i produkcji niskoseryjnej oraz wszędzie tam, gdzie twórcom z różnych względów może zależeć na wysokiej dokładności obiektowej.