فهرست مطالب
پرینتر سه بعدی را می‌توان هوشمندانه‌ترین پیشرفت بشر در حوزه فناوری دانست. این دستاورد نوین تمام صنایع را متحول ساخته است. پرینترهای سه بعدی با توجه به نیازها و مصارف گوناگون در انواع مختلف تولید می‌شوند. تفاوت چاپگرهای سه بعدی به ابعاد و قابلیت‌های آنها محدود نمی‌شود. بلکه بزرگ‌ترین تمایز میان این نوع چاپگرها را می‌توان در نوع فناوری مورد استفاده برای چاپ دانست. در این فرصت قصد داریم به بررسی و مقایسه پرینترهای سه بعدی DLP و SLA بپردازیم. هر دو فناوری با استفاده از پرتو نوری، رزین‌های حساس به نور را وادار به پلیمریزاسیون می‌کنند و عمل چاپ سه بعدی را انجام می‌دهند. اما شیوه‌ی چاپ پرینترهای سه بعدی DLP و SLA کاملا با یکدیگر متفاوت است.
هر دو پرینتر سه بعدی DLP یا Digital Light Processing و Stereolitography یا به اختصار SLA برای پرداخت رزین‌ها از پرتو نور UV در طیف 380 تا 405 نانومتر استفاده می‌کنند. رزین‌ها از جنس مونومرهای اپوکسی یا اکریلیک و متا اکریلیک هستند که در برابر نور پلیمریزه به جامد تبدیل می‌شوند. به بیانی دیگر چاپگر با استفاده از رزین مایع شروع به ساخت اشکال به صورت لایه لایه می‌کند. هر لایه پس از اتمام با تابش نور پلیمریزه سفت شده و به عنوان الگویی برای لایه‌ی بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تکنولوژی پرینتر سه بعدی SLA قدیمی‌ترین روش برای چاپ قطعات به صورت سه بعدی است. این شیوه برای نخستین بار توسط چاک هال در سال 1980 معرفی شد. فرایند چاپ در این روش به گونه‌ای است که نقاط چاپ با استفاده از نور متمرکز شده لیزر مشخص شده و پلیمریزاسیون مونومرهای رزین در همان نقطه انجام می‌گیرد. با حرکت مداوم لیزر بر روی ظرف رزین عمل چاپ مطابق با الگو و طرح از پیش تعیین شده انجام می‌شود. به بیان ساده‌تر در پرینتر سه بعدی SLA از پرتو لیزر برای رسم هریک از لایه‌های مدل استفاده می‌گردد. این نوع چاپگر سه بعدی در میان صنایع و کارخانجات بسیار محبوب است.
پرینتر سه بعدی SLA بر اساس محل قرار گیری لیزر به دو نوع مختلف تقسیم می‌شود. در دسته اول لیزر در بالایی ظرف رزین قرار گرفته و نور را به سمت پایین نشانه می‌رود و در دسته دوم لیزر در زیر ظرف قرار داده شده و به سمت بالا نور را می‌تاباند. نور لیزر با استفاده از گالوانومتر آینه‌ای که مدام در حال حرکت است به صورت غیر مستقیم بر روی رزین تابیده می‌شود. پس از اتمام چاپ لایه‌ی نخست، بستر چاپ به اندازه‌ی ارتفاع یک لایه جابجا شده تا فرایند چاپ لایه‌ی بعدی آغاز گردد.
فناوری DLP یا Digital Light Processing در اواخر قرن بیستم با الهام از نوعی تکنیک تصویر سازی به کار گرفته شد. در این روش با استفاده از یک بستر نورانی فرایند پلیمریزاسیون و ساخت لایه‌ها انجام می‌گیرد. برخلاف روش SLA که نور تنها به یک نقطه متمرکز شده و فرایند چاپ به صورت نقطه‌ای انجام می‌شود، روش DLP با تابش نور به تمام نقاط الگو منجر به تشکیل کل لایه به طور همزمان می‌گردد. در این روش بجای استفاده از لیزر از پروژکتور برای ایجاد الگو به شکل خطوط نورانی استفاده می‌شود. الگو کلی هر لایه با استفاده از یک ماسک که از آینه کوچک دیجیتالی DMD ساخته شده و در مسیر نور UV قرار گرفته ایجاد می‌گردد.
DMD یا Digital Micromirror Device از تعدادی آینه‌ی بسیار کوچک تشکیل شده که نور را به بخش‌های مورد نظر از رزین می‌تاباند. از این رو امکان پلیمریزاسیون در چندین نقطه امکانپذیر می‌شود. برای مقایسه پرینترهای سه بعدی DLP و SLA باید بگوییم که SLA از لیزر و نور متمرکز برای پلیمریزاسیون به صورت نقطه‌ای استفاده می‌کند. در حالی که در پرینتر سه بعدی DLP از چندین LED برای تابش نور به تمام نقاط الگو برای پلیمریزاسیون هر لایه استفاده می‌شود. در پرینترهای DLP جدید به جای DMD از یک صفحه LCD استفاده شده که علاوه بر دقت چاپ افزایش قیمت دستگاه را به همراه داشته است.
مقایسه پرینترهای سه بعدی DLP و SLA در نحوه‌ی عملکرد تفاوت‌های زیادی را نشان می‌دهد. اما هر دو روش با هدف تابش نور UV به رزین طراحی شده‌اند. از این رو رزین‌های مورد استفاده در هر دو دستگاه از ویژگی‌های مشابهی برخوردار هستند. مواد اولیه پرینترهای سه بعدی به نور UV حساس می‌باشند. این مواد در تعامل با نور گونه‌های واکنشی چون رادیکال‌های آزاد، ترکیبات کربن و کاتیون‌ها را شکل می‌دهند. نور UV باعث پلیمریزاسیون مولکولهای مونومر یا اولیگومر می‌شود و رزین‌ها از قابلیت پیوند بالا برای ساخت یک جسم واحد برخوردار هستند. با این وجود نمی‌توان از یک نوع رزین برای هر دو دستگاه استفاده کرد. میزان نیروی چگالی که توسط پرینتر DLP بر روی رزین اعمال می‌شود با چاپگر سه بعدی SLA متفاوت است. از این رو رزین‌ها باید متناسب با دستگاه پرینتر سه بعدی انتخاب گردند.
یکی از عوامل بسیار مهم در استحکام قطعات ساخته شده با پرینتر سه بعدی اندازه زنجیره مولکولهای مونومر است. قطعات ساخته شده با مونومرهای زنجیره کوتاه مقاومت بیشتری دارند. اگرچه مونومرهای زنجیره بلند مقاومت و استحکام کمتری دارند اما از انعطاف پذیری بیشتری برخوردار هستند. از این رو برای مقایسه پرینترهای سه بعدی DLP و SLA با قالب گیری تزریقی از لحاظ خواص مکانیکی، باید بگوییم که قطعات ساخته شده دارای مقاومت و استحکام یکسانی هستند. مقاومت قطعات پرینت شده به روش FDM در هر لایه متفاوت است و عدم ناهماهنگی لایه‌ها موجب ناهمسانگردی مکانیکی می‌شود. این در حالیست که مقاومت قطعات در هر دو روش SLA و DLP مشابه با شیوه قالب گیری تزریقی است.
پاسخ و نتیجه مقایسه پرینترهای سه بعدی DLP و SLA تنها زمانی معنا و مفهوم می‌یابد که چاپگر سه بعدی با حرفه شما سازگاری داشته باشد. به همین منظور در ادامه به شرح تفاوت های dlp و sla در پرینتر سه بعدی خواهیم پرداخت.
