Johdanto:
Lisäainevalmistuksen ja nopean prototyyppien valmistuksen alat ovat kokeneet merkittäviä muutoksia uraauurtavan kehityksen ansiosta.3D-tulostustekniikkatunnetaan nimellästereolitografia (SLA)Chuck Hull loi SLA:n, varhaisimman 3D-tulostusmenetelmän, 1980-luvulla. Me...FCE, näyttää kaikki stereolitografian menettelyn ja sovellusten yksityiskohdat tässä artikkelissa.
Stereolitografian periaatteet:
Stereolitografia on pohjimmiltaan prosessi, jossa digitaalisista malleista rakennetaan kolmiulotteisia objekteja kerros kerrokselta. Toisin kuin perinteiset valmistustekniikat (kuten jyrsintä tai veistäminen), joissa materiaalia lisätään kerros kerrokselta, 3D-tulostus – mukaan lukien stereolitografia – lisää materiaalia kerros kerrokselta.
Kolme keskeistä käsitettä stereolitografiassa ovat kontrolloitu pinoaminen, hartsin kovetus ja fotopolymerointi.
Fotopolymerointi:
Prosessia, jossa nestemäiseen hartsiin kohdistetaan valoa sen muuttamiseksi kiinteäksi polymeeriksi, kutsutaan fotopolymeroinniksi.
Stereolitografiassa käytettävässä hartsissa on fotopolymeroituvia monomeerejä ja oligomeerejä, ja ne polymeroituvat, kun ne altistetaan tietyille valon aallonpituuksille.
Hartsin kovettuminen:
3D-tulostuksen lähtökohtana käytetään nestemäistä hartsia sisältävää astiaa. Astian pohjalla oleva alusta upotetaan hartsiin.
Digitaalisen mallin perusteella UV-lasersäde jähmettää nestemäisen hartsin kerros kerrokselta skannatessaan sen pintaa.
Polymerointiprosessi aloitetaan altistamalla hartsi varovasti UV-valolle, joka jähmettää nesteen pinnoitteeksi.
Hallittu kerrostaminen:
Kun jokainen kerros on jähmettynyt, rakennusalustaa nostetaan vähitellen, jotta seuraava hartsikerros paljastuu ja kovettuu.
Kerros kerrokselta tätä prosessia suoritetaan, kunnes koko 3D-objekti on tuotettu.
Digitaalisen mallin valmistelu:
Tietokoneavusteisen suunnittelun (CAD) ohjelmiston avulla luodaan tai hankitaan digitaalinen 3D-malli 3D-tulostusprosessin aloittamiseksi.
Viipalointi:
Digitaalisen mallin jokainen ohut kerros edustaa valmiin objektin poikkileikkausta. 3D-tulostinta ohjataan tulostamaan nämä viipaleet.
Tulostus:
Stereolitografiaa käyttävä 3D-tulostin vastaanottaa viipaloidun mallin.
Kun rakennusalusta on upotettu nestemäiseen hartsiin, hartsi kovetetaan menetelmällisesti kerros kerrokselta UV-laserilla leikkausohjeiden mukaisesti.
Jälkikäsittely:
Kun esine on tulostettu kolmiulotteisesti, se otetaan varovasti pois nestemäisestä hartsista.
Ylimääräisen hartsin puhdistaminen, kappaleen jatkokovetus ja tietyissä tilanteissa hiominen tai kiillotus tasaisemman pinnan saavuttamiseksi ovat kaikki esimerkkejä jälkikäsittelystä.
Stereolitografian sovellukset:
Stereolitografiaa käytetään useilla eri teollisuudenaloilla, mukaan lukien:
· Prototyyppien valmistus: SLA:ta käytetään laajalti nopeaan prototyyppien valmistukseen, koska sillä voidaan tuottaa erittäin yksityiskohtaisia ja tarkkoja malleja.
· Tuotekehitys: Sitä käytetään tuotekehityksessä prototyyppien luomiseen suunnittelun validointia ja testausta varten.
· Lääketieteelliset mallit: Lääketieteen alalla stereolitografiaa käytetään monimutkaisten anatomisten mallien luomiseen kirurgista suunnittelua ja opetusta varten.
· Räätälöity valmistus: Teknologiaa käytetään räätälöityjen osien ja komponenttien valmistukseen eri teollisuudenaloille.
Johtopäätös:
Stereolitografia mahdollisti modernit 3D-tulostustekniikat, jotka tarjoavat tarkkuutta, nopeutta ja monipuolisuutta monimutkaisten kolmiulotteisten esineiden tuotannossa. Stereolitografia on edelleen keskeinen osa lisäainevalmistusta, ja se auttaa innovoimaan monia eri teollisuudenaloja teknologian kehittyessä.
Julkaisuaika: 15.11.2023