بررسی تکنولوژی های پرینت سه بعدی SLA , DLP, MSLA

پرینترهای سه‌بعدی رزینی: SLA، DLP یا MSLA؟ کدام انتخاب مناسب شماست؟

اغلب افرادی که می‌خواهند وارد دنیای چاپ سه‌بعدی رزینی شوند، بین انتخاب پرینتر سه‌بعدی SLA (استریولیتوگرافی)، DLP (پردازش نور دیجیتال) یا MSLA (استریولیتوگرافی با نمایشگر LCD) شک و تردید دارند. اما کدام یک برای ما بهتر است و چرا؟

واقعیت این است که هر سه فناوری از رزین حساس به نور استفاده می‌کنند. این رزین با تاباندن نور فرابنفش یا طیف خاص، به‌صورت لایه به لایه پخت می‌شود و قطعه نهایی را می‌سازد. اما تفاوت اصلی در روش تاباندن نور است که باعث می‌شود هر کدام مزایا و معایب خاص خودشان را داشته باشند.

در ادامه، جزئیات این فناوری‌ها را بررسی می‌کنیم و توضیح می‌دهیم که کدام گزینه برای نیازهای شما مناسب‌تر است. با ما همراه باشید.

روش تابش نور و منبع نور

SLA :قبلا در مقاله “همه چیز درباره پرینتر سه بعدی SLA” به تفضیل در مورد این پرینتر صحبت کردیم. در این روش، یک پرتو لیزر بسیار دقیق و متمرکز، رزین را به شکل نقطه‌ای و خطی پخت می‌کند. لیزر روی آینه‌های کوچکی منعکس می‌شود که آن را در مسیر دقیق روی سطح رزین حرکت می‌دهند و لایه را می‌سازند. این کار زمان‌بر است، اما دقت بسیار بالایی را به همراه دارد.

DLP : در حالیکه در فناوری DLP، از یک پروژکتور دیجیتال (مشابه پروژکتورهای دیتا) برای تاباندن نور استفاده می‌شود. این پروژکتور هر لایه را به‌صورت یک تصویر کامل روی رزین می‌تاباند. با توجه به این کل طرح هر لایه در یک مرحله پخت می‌شود، انتظار می رود سرعت چاپ نسبت به پرینتر های SLA بیشتر باشد. اگر هنوز شناخت کاملی نسبت به این مدل از پرینتر های رزینی ندارید توصیه می کنم قبل از مطالعه این مقاله، مقاله “پرینتر سه بعدی DLP چیست و چه کاربردی در صنایع دارد؟” را مطالعه کنید.

MSLA (LCD) : و اما فناوری اقتصادی MSLA که زیرمجموعه‌ای از DLP محسوب می‌شود و به آن LCD-based Resin 3D Printing نیز می‌گویند. در این فناوری، به‌جای پروژکتور از یک نمایشگر LCD برای کنترل تابش نور استفاده می‌کنند. در این روش، یک منبع نور UV در زیر نمایشگر LCD قرار دارد و نمایشگر با روشن و خاموش کردن پیکسل‌ها، نور را به شکل دقیق هر لایه عبور می‌دهد.

سرعت چاپ و زمان

در SLA به‌دلیل حرکت خطی پرتو لیزر برای ترسیم تک‌تک بخش‌های هر لایه، سرعت چاپ به اندازه و سطح مقطع مدل بستگی دارد. اگر قطعه‌ای حجیم با سطح مقطع بزرگ داشته باشید، دستگاه باید مدت بیشتری صرف کند تا طرح یک لایه را با لیزر ترسیم کند.

اما در هر دو فناوری DLP و MSLA، طرح هر لایه به‌صورت یک‌باره نوردهی و پخت می‌شود. به همین دلیل، برای مدل‌هایی با سطح مقطع بزرگ، سرعت چاپ می‌تواند بسیار سریع‌تر باشد؛ چون مدت زمان نوردهی برای یک لایه کوچک یا یک لایه بزرگ تقریباً یکسان است.

دقت ابعادی و جزئیات

پرینترهای SLA معمولاً دقت بسیار بالایی در محورهای X و Y دارند، چرا که پرتو لیزر می‌تواند روی نقاط بسیار ریز تمرکز کند. لایه‌ها به‌صورت پیوسته پخت می‌شوند و نتیجه کار یک سطح بسیار صاف با جزئیات زیاد، به‌ویژه در سطوح منحنی، خواهد بود.

در حالیکه خروجی نهایی DLP و MSLA کمی ماهیت پیکسلی دارد. این موضوع به این دلیل است که نور از طریق میلیون‌ها آینه میکروسکوپی (در (DLP یا پیکسل‌های LCD (در MSLA) تابانده می‌شود. این ساختار گاهی باعث می‌شود در سطوح خمیده، نمای پیکسلی ملایمی مشاهده شود. البته در بسیاری از پرینترهای جدید با افزایش رزولوشن پروژکتور (در DLP) یا نمایشگر LCD (در MSLA) ، این مشکل بسیار کاهش یافته و در نگاه عادی و مصارف صنعتی چون ساخت مدل های جواهرات قابل تشخیص نیست.

کیفیت سطح

SLA: به‌دلیل اسکن خطی لیزر، سطح نهایی اغلب صاف‌تر و بدون خطوط پله‌ای ظاهری است. برای ساخت مدل‌هایی بسیار کوچک با جزئیات دقیق در مقیاس های کوچکتر میلی متر، مجسمه‌های کوچک یا قطعاتی که ظاهر بسیار مهم است، SLA می‌تواند گزینه مناسبی باشد.

در DLP و MSLA: هم سطح مدل‌ها می‌تواند کیفیت بالایی داشته باشد؛ اما ممکن است با دقت بالا متوجه رد پیکسل (Pixelation)  روی برخی سطوح خمیده شوید که به راحتی با تکنیک های پساپرینت قابل اصلاح است.

اندازه و حجم ساخت

ابعاد چاپگر SLA تأثیر چندانی بر کیفیت چاپ نمی‌گذارد؛ زیرا نقطه لیزر صرف‌نظر از اندازه مخزن رزین، همچنان می‌تواند با همان ضخامتی که طراحی شده است، لایه را پخت کند. به همین دلیل، برخی پرینترهای SLA صنعتی با حجم‌های چاپ بسیار بزرگ در بازار موجودند.

در فناوری DLP، اگر بخواهیم حجم چاپ را بزرگ کنیم، به پروژکتور قوی‌تر و با رزولوشن بالاتری نیاز داریم. در غیر این صورت، با فاصله گرفتن از سطح منبع نور، رزولوشن کاهش می‌یابد؛ بنابراین پرینترهای DLP معمولاً حجم چاپ کمتری نسبت به SLA دارند (مگر در مدل‌های صنعتی و گران‌قیمت).

در MSLA نیز حجم چاپ مستقیماً به اندازه نمایشگر LCD بستگی دارد که معمولا در مدل‌های رومیزی کوچک‌ است.

هزینه دستگاه و مواد مصرفی

پرینترهای SLA صنعتی اغلب گران هستند؛ اما در سال‌های اخیر مدل‌های رومیزی با قیمت‌های مناسب‌تری وارد بازار شده‌اند (مثل محصولات Formlabs). البته این نکته را باید در نظر داشت که، نگهداری و تعویض لیزر یا آینه‌ها می‌تواند هزینه‌ زیادی به همراه داشته باشد و هرگونه تغییر، اصلاح و تعویض نیازمند اقدام توسط فرد متخصص است. در خصوص هزینه های رزین‌های مخصوص SLA نیز می توان گفت بسته به برند، قیمت قابل توجهی دارند.

در مقایسه پرینترهای DLP رومیزی می‌توانند در مقایسه با SLA ارزان‌تر باشند و مصرف کننده به راحتی می تواند بعد از 20000 ساعت استفاده از پرژکتور پرینتر اقدام به تعویض آن نماید.

از طرفی پرینترهای رزینی رومیزی محبوب MSLA مانند مدل‌های ارزان‌قیمت Anycubic یا Elegoo، مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه در بین پرینترهای رزینی هستند. این دستگاه‌ها به‌دلیل استفاده از نمایشگرهای LCD، با هزینه کمتر و بدون نیاز به تخصص تعویض می‌شوند و نگهداری آن‌ها نیز ساده‌تر است.

این نکته رو هم در نظر داشته باشید که، بسیاری از رزین‌هایی که برای SLA تولید می‌شوند، معمولاً در DLP و MSLA نیز قابل استفاده‌اند (به شرط تطابق طول موج نور). البته برخی رزین‌ها اختصاصاً برای DLP و MSLA توسعه داده شده‌اند که چسبندگی لایه‌ها و سرعت پخت شدن بالاتری دارند و رزین‌ها برای هر دو فناوری DLP و MSLA معمولاً مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند و تنوع بیشتری دارند.

سطح مهارت لازم

به‌کارگیری برخی پرینترهای SLA (به‌ویژه مدل‌های صنعتی) به مهارت و دانش فنی بالایی نیاز دارد. تنظیمات لیزر، کالیبراسیون آینه‌ها، مسائل مربوط به لیزر و تعویض قطعات مستهلک شده از چالش‌های آن به شمار می رود.

در مقابل، بسیاری از پرینترهای DLP و MSLA رومیزی رابط کاربری ساده‌ای دارند و استفاده از آن‌ها برای کاربران تازه‌کار نیز آسان است. با این حال، فرآیند کلی آماده‌سازی و تمیزکاری قطعات رزینی در هر سه فناوری مشابه است و کاربر باید اصول کار با رزین (مانند استفاده از دستکش و تهویه مناسب) را رعایت کند.

مصارف صنعتی و خانگی

SLA: در حوزه‌های پزشکی (مانند ساخت قالب‌های دندان‌پزشکی و پروتزهای ظریف) و نمونه‌سازی مهندسی با جزئیات بسیار دقیق که به سطح پرداخت عالی نیاز دارد، کاربرد فراوان دارد. این فناوری برای تولیدات انبوه یا قطعات نهایی نیز استفاده می‌شود.

DLP: در ساخت فیگورهای کوچک، ماکت‌های دقت‌بالا، قطعات دندان‌پزشکی و ریخته‌گری جواهر (با رزین‌های موم‌مانند) بسیار مرسوم است.

MSLA: ارتقا رزوولوشن و ساده سازی رابط کاربری این فناوری در کنار قیمت مناسب آن، اخیرا توجه صنعتگران حوزه طلا و جواهر، هنرمندان و مجسمه سازان و لابراتوری های دندان پزشکی دیجیتال را به خود جلب نموده است. علاوه بر مصارف صنعتی، این نوع پرینتر همچنان برای ساخت فیگورها، مینیاتورها و پروتوتایپ‌های دقیق، انتخابی عالی به شمار می رود.

شباهت‌های پرینترهای رزینی (SLA، DLP، MSLA)

با وجود تفاوت‌های مطرح‌شده، این سه فناوری در برخی موارد کاملاً هم‌پوشانی دارند:

• استفاده از رزین حساس به نور: هر سه از رزین مایع استفاده می‌کنند که پس از قرار گرفتن در معرض طول موج خاصی از نور، پلیمریزه و سخت می‌شود.
• نیاز به ساپورت: در هر سه روش، برای قطعاتی که بخش‌های آویزان یا معلق دارند، باید سازه‌های حمایتی (Support) طراحی شود تا در طول فرآیند چاپ، این بخش‌ها به درستی ساخته شوند.
• دقت بالا: در مقایسه با فناوری FDM (پرینتر های فیلامنتی)، هر سه روش رزینی قادرند جزئیات بسیار ریز را با دقت و ظرافت بالا تولید کنند.
• پس‌پردازش: پس از اتمام چاپ، قطعه نیاز به شست‌وشو در الکل یا حلال دارد تا رزین اضافی پاک شود. سپس اغلب قطعه در معرض نور UV ثانویه قرار می‌گیرد تا سختی و استحکام نهایی را به دست آورد.
• کاربردهای مشابه: به دلیل توانایی ساخت جزئیات بسیار ظریف، هر سه روش برای ساخت الگوهای ریخته‌گری جواهر، ماکت‌های دندان‌پزشکی و پروتزها عالی هستند.

بین SLA، DLP یا MSLA کدام بهتر است؟

انتخاب میان پرینتر سه‌بعدی SLA، DLP یا MSLA اغلب به نیازهای پروژه و میزان بودجه شما بستگی دارد.

• اگر اولویت با جزئیات دقیق و سطح فوق‌العاده صاف باشد، SLA گزینه جذاب‌تری است؛ اما باید در نظر بگیرید که دستگاه‌های SLA پیشرفته ممکن است هزینه بالاتری داشته باشند و کمی آهسته‌تر چاپ کنند.
• اگر سرعت چاپ برایتان مهم است، به‌ویژه اگر بخواهید یک پلتفرم پر از قطعات هم‌اندازه یا چند شیء با سطح مقطع زیاد چاپ کنید، DLP یا MSLA سرعت بهتری را ارائه می‌دهند.
• برای کاربران خانگی، کارگاه‌های کوچک و کسانی که به دنبال گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه با کیفیت چاپ بالا هستند، MSLA انتخابی ایده‌آل است. اگرچه ممکن است در رزولوشن‌های پایین‌تر با مشکل پیکسلی شدن لایه‌ها روبرو شوید، اما در رزولوشن‌های بالا این مشکل بسیار جزئی و تقریباً ناپیداست.

به طور خلاصه، برای شروع کار با پرینت سه‌بعدی رزینی، MSLA یک نقطه شروع عالی و مقرون‌به‌صرفه است که کیفیت بسیار خوبی را ارائه می‌دهد. اگر نیاز به دقت مطلق و سطح بی‌نقص در مقیاس‌های بزرگ‌تر دارید، SLA گزینه مناسب‌تری خواهد بود، و DLP نیز تعادلی بین این دو ارائه می‌دهد.

اولویت دارد و هزینه مواد مصرفی کمتر اهمیت دارد.

جمع بندی: مقایسه پرینتر های  SLA، DLP و MSLA

فناوری‌های SLA، DLP و MSLA همگی بر پایه پخت یا به اصطلاح عامیانه پخت کردن رزین مایع با کمک نور هستند. در هر سه روش، قطعه به‌صورت لایه‌لایه از داخل مخزنی از رزین بیرون می‌آید و در نهایت مدل سه‌بعدی ساخته می‌شود. با این حال، نحوه تابش نور، سرعت و برخی ویژگی‌های فنی در هر کدام متفاوت است.

سخن آخر:

در صورت علاقه مندی به کسب اطلاعات بیشتر و خرید مشاوران مجموعه فروشگاهی هگزاگون 3d با سالها تجربه واردات مستقیم انواع پرینتر و مواد اولیه آن از معتبر ترین برندهای آسیایی آماده راهنمایی شما هستند. کافیست از طریق شماره زیر در پیامرسان واتساپ و تلگرام با ما در ارتباط باشید: