ทำความเข้าใจกับ Stereolithography: เจาะลึกเทคโนโลยีการพิมพ์ 3D

การแนะนำ:
สาขาการผลิตแบบเติมเนื้อและการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วได้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเนื่องมาจากนวัตกรรมที่ก้าวล้ำเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติรู้จักกันในนามการพิมพ์หินสามมิติ (SLA)- Chuck Hull ก่อตั้ง SLA ซึ่งเป็นการพิมพ์ 3 มิติรูปแบบแรกสุดในช่วงทศวรรษ 1980 เรา,เอฟซีอีจะแสดงรายละเอียดทั้งหมดเกี่ยวกับขั้นตอนและการประยุกต์ใช้ภาพสามมิติในบทความนี้

หลักการของ Stereolithography:
โดยพื้นฐานแล้ว Stereolithography คือกระบวนการสร้างวัตถุสามมิติจากแบบจำลองดิจิทัลทีละชั้น ตรงกันข้ามกับเทคนิคการผลิตแบบเดิมๆ (เช่น การกัดหรือการแกะสลัก) ซึ่งเพิ่มวัสดุทีละชั้น การพิมพ์ 3 มิติ รวมถึงการพิมพ์สามมิติจะเพิ่มวัสดุทีละชั้น
แนวคิดหลักสามประการในการพิมพ์หินสามมิติคือการควบคุมการซ้อน การบ่มด้วยเรซิน และโฟโตพอลิเมอไรเซชัน

โฟโตพอลิเมอไรเซชัน:
กระบวนการในการให้แสงกับเรซินเหลวเพื่อเปลี่ยนเป็นโพลีเมอร์ที่เป็นของแข็งเรียกว่าโฟโตพอลิเมอไรเซชัน
โมโนเมอร์และโอลิโกเมอร์ที่สามารถโฟโตโพลีเมอร์ไลซ์ได้นั้นมีอยู่ในเรซินที่ใช้ในการพิมพ์หินสามมิติ และจะเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์เมื่อสัมผัสกับความยาวคลื่นแสงโดยเฉพาะ

การบ่มเรซิน:
ถังเรซินเหลวถูกใช้เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ แท่นที่ด้านล่างของถังแช่อยู่ในเรซิน
ตามแบบจำลองดิจิทัล ลำแสงเลเซอร์ UV จะคัดเลือกชั้นเรซินเหลวให้แข็งตัวทีละชั้นในขณะที่สแกนพื้นผิว
ขั้นตอนการเกิดพอลิเมอไรเซชันเริ่มต้นโดยให้เรซินสัมผัสกับแสง UV อย่างระมัดระวัง ซึ่งจะทำให้ของเหลวแข็งตัวเป็นสารเคลือบ
การแบ่งชั้นที่ควบคุม:
หลังจากที่แต่ละชั้นแข็งตัวแล้ว แท่นพิมพ์จะค่อยๆ ยกขึ้นเพื่อแสดงและบ่มเรซินชั้นถัดไป
กระบวนการนี้จะดำเนินการทีละชั้นจนกว่าจะสร้างวัตถุ 3 มิติเต็มรูปแบบ
การเตรียมโมเดลดิจิทัล:
การใช้ซอฟต์แวร์การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) สร้างหรือรับแบบจำลอง 3 มิติดิจิทัลเพื่อเริ่มกระบวนการพิมพ์ 3 มิติ

การหั่น:
แต่ละชั้นบางๆ ของโมเดลดิจิทัลแสดงถึงภาพตัดขวางของวัตถุที่เสร็จสมบูรณ์ เครื่องพิมพ์ 3D ได้รับคำสั่งให้พิมพ์ชิ้นเหล่านี้

การพิมพ์:
เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ใช้ภาพสามมิติจะรับแบบจำลองแบบแบ่งส่วน
หลังจากจุ่มฐานสร้างลงในเรซินเหลวแล้ว เรซินจะถูกบ่มอย่างเป็นระบบทีละชั้นโดยใช้เลเซอร์ UV ตามคำแนะนำที่หั่นเป็นชิ้น

หลังการประมวลผล:
หลังจากพิมพ์วัตถุในสามมิติแล้ว ให้นำวัตถุนั้นออกจากเรซินเหลวอย่างระมัดระวัง
การทำความสะอาดเรซินส่วนเกิน การบ่มวัตถุเพิ่มเติม และในบางสถานการณ์ การขัดหรือขัดเงาเพื่อให้ผิวเรียบเนียนยิ่งขึ้นล้วนเป็นตัวอย่างของกระบวนการหลังการประมวลผล
การใช้งาน Stereolithography:
Stereolithography พบการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้แก่:

· การสร้างต้นแบบ: SLA ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว เนื่องจากความสามารถในการสร้างแบบจำลองที่มีรายละเอียดสูงและแม่นยำ
· การพัฒนาผลิตภัณฑ์: ใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อสร้างต้นแบบสำหรับการตรวจสอบและทดสอบการออกแบบ
· แบบจำลองทางการแพทย์: ในวงการแพทย์ การพิมพ์หินสามมิติถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแบบจำลองทางกายวิภาคที่ซับซ้อนสำหรับการวางแผนและการสอนการผ่าตัด
· การผลิตตามสั่ง: เทคโนโลยีนี้ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนและส่วนประกอบตามสั่งสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ

บทสรุป:
เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสมัยใหม่ที่ให้ความแม่นยำ ความเร็ว และความอเนกประสงค์ในการผลิตวัตถุสามมิติที่ซับซ้อน เกิดขึ้นได้ด้วยการพิมพ์หินสามมิติ การพิมพ์หินสามมิติยังคงเป็นองค์ประกอบสำคัญของการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ ซึ่งช่วยสร้างสรรค์นวัตกรรมในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมายในขณะที่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี