پرینترهای سه‌بعدی SLA (استریولیتوگرافی) از رزین‌های حساس به نور برای ساخت قطعات استفاده می‌کنند. در این فرایند، پرینتر با تابش نور به لایه‌های رزین مایع، آن را به حالت جامد تبدیل می‌کند. این فرآیند به نام فتوپلیمریزاسیون شناخته می‌شود و به دلیل ویژگی‌های خاص خود، غیرقابل بازگشت است. به این معنی که پس از تبدیل رزین مایع به جامد، هیچ راهی برای بازگرداندن آن به حالت مایع وجود ندارد.
علاوه بر این، اگر قطعه ساخته شده با پرینتر SLA تحت تأثیر دماهای بالا قرار گیرد، به جای ذوب شدن، دچار سوختگی می‌شود. این امر به این دلیل است که رزین‌های مورد استفاده در پرینترهای SLA از پلیمرهای ترموسِت ساخته شده‌اند. بر خلاف پلیمرهای ترموسِت، که پس از سخت شدن نمی‌توانند به حالت مایع بازگردند و در دماهای بالا به جای ذوب شدن، سوخته می‌شوند، پلیمرهای ترموپلاستیک مورد استفاده در پرینترهای سه‌بعدی FDM (مدل‌سازی ذوب ذره‌ای) قابلیت ذوب و انجماد مجدد را دارند.
در این مقاله به بررسی همه چیز در مورد پرینتر سه بعدی SLA (مزایا، معایب، نحوه کار، متریال مصرفی و …) خواهیم پرداخت.
فهرست مطالب
طرز کار پرینتر سه‌بعدی SLA (استریولیتوگرافی) به صورت زیر است:
شکل زیر شمای کلی دستگاه چاپگر سه بعدی SLA را نشان میدهد.
رزین‌های مورد استفاده در پرینترهای SLA در انواع مختلفی موجود هستند و هر کدام دارای خواص و قابلیت‌های منحصر به فردی هستند. برخی از ویژگی‌ها و کاربردهای رایج این رزین‌ها عبارتند از:
رزین‌های SLA و DLP (دیجیتال لایت پردازش) به دلیل استفاده از پلیمرهای ترموست، شکننده‌تر از متریال‌های پرینترهای سه‌بعدی FDM (مدل‌سازی ذوب ذره‌ای) یا SLS (سلیکون لیزر) هستند که از ترموپلاستیک‌ها ساخته شده‌اند. ترموپلاستیک‌ها قابلیت ذوب و انجماد مجدد را دارند، در حالی که ترموست‌ها پس از پلیمریزاسیون به حالت جامد تبدیل شده و نمی‌توانند به حالت مایع بازگردند.
چنانچه با پرینتر سه بعدی FDM آشنایی ندارید مطلب زیر را مطالعه کنید
بنابراین، قطعاتی که با استفاده از پرینترهای SLA ساخته می‌شوند، معمولاً برای کاربردهای تحت فشار یا بار زیاد مناسب نیستند. با این حال، پیشرفتهای مداوم در زمینه مواد اولیه ممکن است به زودی امکان ساخت قطعات با خواص مکانیکی بهتر و مناسب‌تر برای کاربردهای صنعتی را فراهم کند.
دستگاه‌های پرینتر سه‌بعدی SLA (استریولیتوگرافی) از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که هر کدام نقش خاصی در فرآیند چاپ سه‌بعدی ایفا می‌کنند. این اجزا به صورت کلی شامل موارد زیر هستند:
مخزن رزین یک محفظه است که حاوی رزین مایع حساس به نور است. این رزین برای فرآیند چاپ به صورت مایع در این مخزن قرار دارد و در طول چاپ به طور مداوم در معرض نور UV قرار می‌گیرد.
ویژگی‌ها: معمولاً از مواد شفاف ساخته می‌شود تا نور UV به راحتی به رزین برسد.
سینی ساخت قطعه‌ای است که درون مخزن رزین قرار می‌گیرد و روی آن قطعه چاپ می‌شود. این سینی به صورت لایه‌به‌لایه بالا و پایین می‌رود تا لایه‌های مختلف قطعه ساخته شود.
ویژگی‌ها: ممکن است به صورت متحرک برای جابه‌جایی در طول فرآیند چاپ طراحی شده باشد.
لیزر UV منبع نور است که برای پلیمریزاسیون رزین استفاده می‌شود. این لیزر به دقت بر روی سطح رزین تابیده و طرح مورد نظر را ایجاد می‌کند.
ویژگی‌ها: لیزر UV به وسیله‌ی سیستم آینه‌ها و لنزها هدایت می‌شود تا بتواند به دقت و با کیفیت بالا روی رزین تابیده شود.
این سیستم‌ها شامل آینه‌ها و لنزهایی هستند که پرتوی لیزر را به درستی به سطح رزین هدایت می‌کنند و طرح دقیق را روی رزین ایجاد می‌کنند.
ویژگی‌ها: تنظیم دقیق این سیستم‌ها برای حصول دقت بالا در چاپ ضروری است.
این سیستم‌ها به کنترل دما و جلوگیری از گرم شدن بیش از حد رزین و سایر اجزای دستگاه کمک می‌کنند.
ویژگی‌ها: ممکن است شامل فن‌ها، خنک‌کننده‌ها یا دیگر تجهیزات برای کنترل دما باشد.
این سیستم‌ها برای گردش رزین در مخزن و بازگشت آن به مخزن اصلی استفاده می‌شوند. این عمل کمک می‌کند تا رزین به طور یکنواخت در سطح مخزن پراکنده شود.
ویژگی‌ها: ممکن است شامل پمپ‌های مکانیکی یا الکترونیکی باشد.
این بخش شامل نمایشگرها، دکمه‌ها و رابط‌های کاربری است که به کاربر امکان تنظیم و نظارت بر فرآیند چاپ را می‌دهند.
ویژگی‌ها: نمایشگرهای لمسی یا دکمه‌های فیزیکی برای تنظیم پارامترهای چاپ و مشاهده وضعیت چاپ.
پایه و شاسی دستگاه ساختار اصلی دستگاه را فراهم می‌کنند و اجزای مختلف را در جای خود نگه می‌دارند.
ویژگی‌ها: باید به اندازه کافی مقاوم و پایدار باشد تا دقت چاپ حفظ شود.
این سیستم‌ها به کنترل و تصفیه هوای اطراف دستگاه کمک می‌کنند تا بخارات و گازهای مضر رزین را کاهش دهند.
ویژگی‌ها: شامل فیلترهای هوا و سیستم‌های تهویه برای حفظ کیفیت هوا.
این اجزا به طور هماهنگ کار می‌کنند تا فرآیند چاپ سه‌بعدی SLA به طور مؤثر و با کیفیت بالا انجام شود. هر کدام از این اجزا نقش حیاتی در تولید قطعات با دقت و کیفیت بالا دارند.
در حال حاضر، استفاده از پرینترهای سه‌بعدی SLA (استریولیتوگرافی) برای تولید قالب‌های ریخته‌گری دقیق به طور فزاینده‌ای رایج شده است. این پرینترها با تولید مدل‌های بسیار دقیق، امکان ساخت قالب‌های پیچیده و با کیفیت بالا را فراهم می‌آورند. این قالب‌ها می‌توانند در فرآیندهای مختلف ریخته‌گری مورد استفاده قرار گیرند، از جمله تولید قطعات فلزی و پلاستیکی.
هرچند که پرینترهای سه‌بعدی FDM (مدل‌سازی ذوب ذره‌ای) نیز به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف به کار می‌روند، پرینترهای SLA و DLP (دیجیتال لایت پردازش) به دلیل دقت بالا و کیفیت سطح بی‌نظیر خود، در زمینه ریخته‌گری دقیق ترجیح داده می‌شوند. این پرینترها قادر به تولید مدلهایی با جزئیات فوق‌العاده و دقت بالا هستند که برای تولید قالب‌های با کیفیت بالا و پیچیده ضروری است.
استریولیتوگرافی به عنوان یکی از پیشرفته‌ترین و دقیق‌ترین روش‌های چاپ سه‌بعدی، در صنایع مختلف کاربردهای متنوعی دارد که به تعدادی از آن ها اشاره میکنیم.
در صنعت پزشکی، پرینترهای SLA برای تولید نمونه‌های اولیه دقیق از قطعات پزشکی، ابزارهای جراحی، و پروتزها استفاده می‌شوند. این تکنولوژی به تولید مدل‌های دقیق و سفارشی کمک می‌کند که می‌توانند به پزشکان و جراحان در برنامه‌ریزی و آماده‌سازی عمل‌ها کمک کنند.
مدل‌سازی آناتومیک: برای آموزش و برنامه‌ریزی جراحی، مدل‌های سه‌بعدی آناتومیک تولید شده با پرینترهای SLA بسیار مفید هستند.
خودروسازان به طور فزاینده‌ای از پرینترهای SLA برای تولید قطعات و نمونه‌های اولیه استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، دستگیره‌های ماشین، پنل‌های داخلی، و قطعات دیگر می‌توانند به سرعت و با دقت بالا تولید شوند. این روش به خودروسازان امکان میدهد تا طراحی‌ها و عملکرد قطعات را به طور مؤثری ارزیابی کنند و بهترین و دقیق ترین خروجی را به دست آورند.
آزمون و ارزیابی: قطعات تولید شده با SLA می‌توانند به عنوان نمونه‌های واقعی برای سنجش عملکرد و ظاهر استفاده شوند و در نهایت، به عنوان الگویی جامع برای تولید انبوه به کار روند.
در جواهرسازی، پرینترهای SLA برای تولید مدل‌های دقیق و پیچیده از جواهرات استفاده می‌شوند. این مدل‌ها به طلاکاران و جواهرسازان کمک می‌کنند تا طراحی‌های پیچیده را به طور مؤثر و دقیق پیاده‌سازی کنند.
مدل‌های تولید شده با SLA می‌توانند به عنوان قالب‌های دقیق برای ریخته‌گری طلا و سایر فلزات گرانبها استفاده شوند.
طراحان و معماران از پرینترهای SLA برای تولید مدل‌های دقیق و مقیاس‌پذیر از پروژه‌های معماری استفاده می‌کنند. این مدل‌ها به مشتریان و تیم‌های طراحی کمک می‌کنند تا ایده‌های خود را به صورت بصری و دقیق‌تر مشاهده کنند.
اگر مایل هستید در مورد نقش پرینتر سه بعدی در دنیای معماری بیشتر بدانید مطلب زیر را مطالعه نمایید.
نقش پرینتر سه بعدی در دنیای معماری
پرینترهای سه‌بعدی SLA (استریولیتوگرافی) به دلیل تکنولوژی پیشرفتهای که در فرآیند چاپ استفاده می‌کنند، به طور کلی در مقایسه با پرینترهای سه‌بعدی FDM (مدل‌سازی ذوب ذره‌ای) دارای قیمت بالاتری هستند. قیمت پرینترهای SLA تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد که می‌تواند به طور قابل توجهی بر روی هزینه نهایی تأثیر بگذارد.
– توضیحات: پرینترهای SLA با اندازه‌های مختلفی در دسترس هستند که ظرفیت ساخت آنها را تعیین می‌کند. پرینترهایی با حجم ساخت بزرگ‌تر معمولاً قیمت بالاتری دارند زیرا نیاز به تجهیزات پیچیده‌تری برای مدیریت و هدایت لیزر و رزین دارند.
– توضیحات: دقت چاپ و رزولوشن بالاتر به پرینترهای SLA با قیمت بالاتر نیاز دارد. دستگاه‌های با دقت بالاتر قادر به تولید جزئیات بسیار دقیق و با کیفیت بالاتر هستند که این ویژگی‌ها باعث افزایش هزینه آنها می‌شود.
– توضیحات: پرینترهای SLA با ویژگی‌های پیشرفته مانند سیستم‌های کنترل حرارتی پیشرفته، قابلیت‌های اتوماتیک، و قابلیت‌های اضافه برای تصفیه هوای محیط، معمولاً قیمت بالاتری دارند. این ویژگی‌ها برای بهبود کیفیت چاپ و افزایش سهولت استفاده به کار می‌روند.
– توضیحات: لیزرهای با کیفیت بالا و سیستم‌های نوری دقیق که برای هدایت لیزر به سطح رزین استفاده می‌شوند، بر روی هزینه نهایی دستگاه تأثیر می‌گذارند. پرینترهای SLA که از تکنولوژی‌های پیشرفته نوری بهره می‌برند، معمولاً قیمت بالاتری دارند.
– توضیحات: قیمت مواد مصرفی مانند رزین‌های تخصصی که برای پرینترهای SLA استفاده می‌شود، نیز می‌تواند بر روی هزینه کل تأثیر بگذارد. رزین‌های با کیفیت بالا و تخصصی معمولاً هزینه بیشتری دارند که این موضوع به طور غیرمستقیم بر قیمت پرینتر تأثیر می‌گذارد.
دسته‌بندی قیمت پرینترهای SLA
– محدوده قیمت: از حدود 300 تا 2000 دلار.
– ویژگی‌ها: این دستگاه‌ها معمولاً برای استفاده خانگی یا در دفاتر کوچک مناسب هستند و به طور کلی دارای حجم ساخت کوچکتر و ویژگی‌های ابتدایی‌تری هستند.
– محدوده قیمت: از حدود 2000 تا 8000 دلار.
– ویژگی‌ها: این پرینترها معمولاً دارای حجم ساخت بزرگ‌تر و دقت بالاتری هستند و برای کاربردهای حرفه‌ای و تجاری مناسب‌ترند.
– محدوده قیمت: از حدود 8000 دلار به بالا تا بیش از 100000 دلار.
– ویژگی‌ها: این دستگاه‌ها برای استفاده در صنایع بزرگ و تولید قالب‌های پیچیده طراحی شده‌اند و شامل ویژگی‌های پیشرفته و قابلیت‌های بالاتری هستند.
نتیجه‌گیری
قیمت پرینترهای سه‌بعدی SLA تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله اندازه، دقت، ویژگی‌های فنی، و نوع مواد مصرفی قرار دارد. با توجه به نیازهای خاص کاربران و کاربردهای مورد نظر، انتخاب مدل مناسب می‌تواند به بهینه‌سازی هزینه‌ها و بهره‌وری کمک کند. در نهایت، با در نظر گرفتن نیازهای خاص و بودجه موجود، می‌توان گزینه‌ای مناسب را برای استفاده شخصی یا صنعتی انتخاب کرد.
پرینت سه بعدی گرفته شده از پرینترهای سه بعدی SLA دارای رزولوشن بالاتر هستند و برای چاپ قطعات ظریف مناسب‌تر هستند. این پرینترها در پرینت طلا و جواهر مورد استفاده قرار میگیرند .
سطح قطعات SLA بسیار نرم و با کیفیت است.
SLA برای نمونه سازی هایی که شکل ظاهری آنها در اولویت است یک تکنولوژی ایده آل است.
متریال های خاص هم مثل رزین های شفاف، انعطاف پذیر و قالبگیری موجود هستند.
معایب پرینت سه بعدی sla به شرح زیر می باشد:
وقتی قدرت و دوام مدل اهمیت چندانی ندارد (مدلهایی که از رزین ساخته شده اند، اگر برای مدتی طولانی در معرض نور خورشید قرار بگیرند، آسیب میبینند)
