همه چیز درباره پرینتر سه بعدی SLA | مزایا، معایب و کاربرد

تکنولوژی SLA درواقع اولین تکنولوژی به‌کار‌ گرفته‌شده برای پرینت سه بعدی است که از سال ۱۹۸۶ اختراع شده‌است. پرینتر سه بعدی SLA نوعی پرینتر کاربردی است که در صنایع گوناگونی همچون جواهرسازی، دندانپزشکی، پزشکی، نمونه سازی و طراحی محصولات استفاده می‌شود و قطعات تولید‌شده توسط آن دارای دقت و ظرافت و همچنین سطحی نرم و صاف هستند. این نوع پرینتر شباهت‌های زیادی به پرینتر سه بعدی DLP دارد و هر دو نوع این پرینترها در یک دسته‌بندی جای داده می‌شوند.

با توجه‌ به قابلیت‎‌ها و خصوصیات پرینترهای سه بعدی با تکنولوژی SLA می‌توان گفت پرینترهای سه بعدی DLP به‌نوعی زیرمجموعه‌ای از پرینترهای SLA هستند. متریال مصرفی این نوع پرینترهای سه بعدی برخلاف پرینترهای سه بعدی FDM که فیلامنت بود، انواع مختلف رزین‌های مایع هستند که در ادامه مطلب، به‌طور مفصل راجع‌به آن‌ها صحبت می‌شود. برای این‌که این پرینترهای دقیق را بهتر بشناسید و با نحوه کار آن‌ها و همچنین مزایا و معایب این پرینترها که در دو نوع رومیزی و صنعتی ساخته می‌شوند بیشتر آشنا شوید، به شما توصیه می‌کنیم که این نوشته کاربردی را تا انتها مطالعه کنید.

پرینتر سه بعدی SLA چیست؟

پرینتر سه بعدی SLA از بهترین پرینتر های سه بعدی است که از آن برای تولید قطعات با استفاده از رزین بهره می‌برند. روش کار پرینترهای سه بعدی به این شکل است که ازطریق تابش لیزر به لایه‌های رزین مایع، در چند مرحله تکراری آن را به جامد تبدیل می‌کنند. به این پروسه فتوپلیمریزاسیون گفته می‌شود و پروسه‌ای غیرقابل بازگشت است. به این معنی که بعد از تبدیل رزین مایع به جامد به هیچ‌عنوان نمی‌توان آن را دوباره به‌حالت مایع درآورد و درصورت قراردادن قطعه پرینت گرفته‌شده در معرض دمای بالا، آن قطعه می‌سوزد (به‌جای ذوب‌شدن، سوخته می‌شود).

خرید پرینتر سه بعدی با کیفیت و با قیمت استثنائی از فزوشگاه هگزاگون.

دلیل سوختن قطعه و تبدیل نشدن دوباره آن به رزین این است که متریال و مواد مصرفی پرینترهای سه بعدی از پلیمرهایی به نام ترموست ساخته شده‌اند. البته دقت داشته باشید که در برخی دیگر از پرینترهای سه بعدی مانند FDM، با توجه‌ به اینکه متریال مصرفی آن‌ها ترموپلاستیک است، امکان انجماد و ذوب مجدد قطعات وجود دارد و پروسه ساخت قطعات برگشت‌ پذیر است. همان‌طور که گفته‌شد این پرینترها دارای شباهت‌های زیادی به پرینترهای سه بعدی DLP هستند؛ تفاوت این دو تکنولوژی در روش جامدکردن رزین است. تبدیل‌شدن رزین مایع به جامد در SLA با استفاده از تابش لیزر انجام می‌شود؛ درصورتی‌که در DLP این کار با استفاده از پروژکتور انجام می‌شود.

همینطور که در سایت formlabs گفته شده:

Stereolithography (SLA) 3D printing is the most common resin 3D printing process and has become vastly popular for its ability to produce high-accuracy, isotropic, and watertight prototypes and end-use parts.

پرینترهای سه بعدی SLA پیشرفته و کاربردی بهترین انتخاب برای ساخت نمونه‌های سریع و دقیق هستند. پرینتر سه بعدی SLA دارای دو نوع رومیزی و صنعتی است که از انواع رومیزی آن برای ساخت قطعات و نمونه‌ های کوچک (کوچک‌ تر از مشت دست) و از انواع صنعتی آن برای ساخت و تولید قطعات بسیار بزرگ (تا ۵۰۰۰*۷۵۰*۱۵۰۰) استفاده می‌شود. قابل ذکر است که پرینترهای سه بعدی SLA رومیزی امکان ساخت قطعات کوچک را با هزینه‌ای معقول و بهینه فراهم می‌آورند و تکنولوژي کاملا ایده‌آل و کاربردی در این زمینه محسوب می‌شوند.

مزایا و معایب استفاده از پرینتر سه بعدی SLA

پرینترهای سه بعدی SLA، دارای قابلیت‌ها و همچنین محدودیت‌هایی هستند که از این مزایا و قابلیت‌ها در صنایع گوناگون بهره گرفته می‌شود و البته معایب و محدودیت‌های این پرینترها نیز در برخی موارد چالش‌هایی ایجاد می‌کنند. در ادامه، مزایا و معایب این پرینتر سه بعدی پیشرفته و محبوب شرح داده می‌شوند.

مزایای پرینتر سه بعدی SLA

این پرینتر به‌علت مزایای زیادی که دارد، بسیار محبوب و پرکاربرد است. چند نمونه از مزایای اصلی این پرینتر سه بعدی در زیر ذکر شده‌اند:

• پرینت‌های گرفته‌شده توسط این پرینتر سه بعدی دارای رزولوشن بسیار بالایی هستند و به همین دلیل برای چاپ قطعات ظریف (مانند طلا و جواهر) فوق‌العاده مناسب هستند.
• سطح قطعات پرینت گرفته‌شده با SLA بسیار صاف، نرم و باکیفیت است و به همین دلیل در موارد و نمونه سازی‌هایی که شکل ظاهری کار اولویت دارد، این پرینتر سه بعدی انتخابی کاملا مطمئن و ایده‌آل محسوب می‌شود.
• مواد و متریال خاص مانند رزین شفاف و منعطف برای قالب‌گیری در دسترس هستند.

معایب پرینتر سه بعدی SLA

در کنار مزیت‌‌ها، این پرینتر سه بعدی چند مشکل نیز دارد که به‌شرح زیر هستند:

• مدل‌های ساخته‌شده از رزین پرینتر سه بعدی وقتی برای مدت طولانی در معرض آفتاب قرار داشته باشند، به مرور آسیب می‌بینند. به‌عبارتی قطعات ساخته‌شده با SLA اگر در معرض نور خورشید قرار بگیرند، ویژگی‌های ظاهری و همچنین خواص فیزیکی خود را درطول زمان از دست می‌دهند.
• همیشه باید از سازه ساپورت درطول کار استفاده شود. به همین دلیل بعد از تمام‌شدن پروسه، همیشه باید پرداخت قطعه انجام شود.

مواد مصرفی پرینتر سه بعدی SLA

مواد و متریال مصرفی توسط پرینترهای سه بعدی SLA رزین‌هایی در اشکال مختلف هستند که هرکدام قابلیت‌ها و خاصیت‌های منحصربه‌فردی دارند و از آن‌ها درریخته‌گری قطعات با مقاومت بالا، قطعات شفاف و همچنین در ریخته‌گری مستقیم استفاده می‌شود. تمامی متریال مصرفی توسط این نوع پرینترها رزین مایع هستند.

البته در پرینترهای سه بعدی SLA صنعتی امکان استفاده از انواع متنوع‌تری از متریال نسبت‌ به پرینترهای سه بعدی رومیزی وجود دارد و کاربران این دستگاه‌ها می‌توانند طیف گسترده‌ای از مواد را به‌کار بگیرند. استفاده از این متریال باعث می‌شود که طراحان بتوانند خواص مکانیکی قطعات را به‌طور کامل کنترل کنند.

دقت داشته باشید که متریال مصرفی پرینترهای SLA نسبت‌به دیگر انواع پرینتر سه بعدی مانند پرینتر سه بعدی FDM و SLS شکننده‌تر هستند و به همین دلیل قطعات پرینت گرفته‌شده توسط SLA را نمی‌توان برای کاربردهایی استفاده کرد که نیاز به مقاومت بالای قطعه است؛ زیرا این قطعات تحت فشار زیاد نمی‌توانند دوام بیاورند. البته دور از ذهن نیست که در آینده‌ای نزدیک و با بهبود متریال و پیشرفت در مواد اولیه، بتوان از این پرینتر برای ساخت قطعات مقاوم‌تر استفاده کرد. در ادامه، خاصیت‌های انواع مختلف رزین‌های موجود در بازار به‌طور مختصر شرح داده شده‌اند:

• رزین استاندارد: این نوع رزین دارای سطحی نرم و دقیق و نسبتا شکننده است.
• رزین شفاف: این نوع رزین دارای شفافیت بالا است و البته برای رسیدن به میزان شفافیت ایده‌آل و مناسب باید روی آن پرداخت انجام شود که پروسه‌ای زمان‌بر است.
• رزین با جزئیات: این رزین دارای دقت ابعادی بالاتر است و البته هزینه بیشتری دارد.
• رزین قالب‌گیری: از این نوع رزین برای ساخت قالب استفاده می‌شود.

نحوه کار پرینتر سه بعدی SLA

روش کار پرینترهای سه بعدی SLA طبق مراحل زیر است:

1. در ابتدای کار، سینی ساخت به‌طور کامل داخل مخزن رزین و با فاصله یک لایه نسبت‌به سطح مایع قرار داده می‌شود.
2. در مرحله دوم، لیزر UV به سطح مقطع جسم قرارگرفته روی مایع رزینی تابیده می‌شود و باعث جامدشدن رزین فتوپلیمر می‌شود و درنتیجه لایه اول قطعه شکل داده می‌شود. بعد از انجام این کار، پرتوی لیزر با استفاده از چند آینه در یک مسیر مشخص حرکت می‌کند و باعث شکل‌گرفتن مقطع روی رزین می‌شود. این مرحله با دقت بالا انجام می‌شود و شکل مقطع تولیدشده روی رزین بسیار دقیق است.
3. بعد از اینکه لایه فوق ساخته شد، به اندازه یک لایه بالا می‌رود و مرحله تابش لیزر دوباره انجام می‌شود. این پروسه تا زمانی که قطعه به‌طور کامل شکل بگیرد، به‌صورت تکراری انجام می‌گیرد و درنهایت شکل‌گیری کامل قطعه به پایان می‌رسد.
4. بعد از اتمام کار پرینتر، قطعه ساخته‌شده درحالتی نیمه جامد قرار دارد و رنگ آن سبز است. در این مرحله قطعه را مجددا در معرض لیزر UV قرار می‌دهند (پست- کیور) تا خواص مکانیکی و گرمایی قطعه به عالی‌ترین شکل خود برسد.

مراحل بالا به‌ خوبی نحوه کار پرینتر سه بعدی SLA را نشان می‌دهند. در ادامه به کاربرد این پرینتر می‌پردازیم و درمورد نحوه استفاده از آن در صنایع مختلف توضیح می‌دهیم.

کاربرد پرینتر سه بعدی SLA در صنایع

در چه مواردی از این پرینتر سه بعدی استفاده می‌شود؟ پرینتر SLA کاربردهای زیادی دارد که چند کاربرد اصلی آن را در ادامه مشاهده می‌کنید:

• نمونه سازی: باتوجه‌به این‌که قطعات پرینت گرفته‌شده توسط این پرینتر بسیار دقیق و شامل جزئیات کامل هستند، درنتیجه قطعات چاپ‌شده با SLA معمولا تحت عنوان مدل و نمونه در آزمایش‌های مهندسی مختلف استفاده می‌شوند.
• جواهر سازی: این پرینترهای سه بعدی می‌توانند در صنایعی مانند جواهر سازی که ظرافت از اهمیت خاصی برخوردار است، مورد استفاده قرار گیرند. ریخته گری طلا با رزین این امکان را به جواهرسازان می‌دهد که الگوهای خود را ابتدا به‌صورت دیجیتالی طراحی و سپس با استفاده از پرینترهای سه‌بعدی آن‌ها را با رزین چاپ کنند که این امر دقت و سرعت بیشتری را به‌همراه دارد.
• دندانپزشکی: از پرینتر SLA می‌توان برای ساخت محصولات مربوط به دندانپزشکی مانند مواد کاشت استخوان، حفره‌های مربوط به قالب‌گیری سیلیکون و پلی اورتان، دندان و همچنین بافت نرم بهره برد.
• مهندسی و طراحی محصولات مختلف: با رنگ‌کردن قطعات ساخته‌ شده توسط پرینتر سه بعدی SLA می‌توان نمونه‌های اولیه مناسب و حرفه‌ای را تولید کرد.
• مراقبت‌های بهداشتی: دیگر کاربرد پرینتر سه بعدی در پزشکی و پرینتر سه بعدی دندانپزشکی تولید ایمپلنت های پزشکی است. با استفاده از این پرینتر سه بعدی دقیق می‌توان ایمپلنت‌های پزشکی مختلف را توسط مواد کاملا تخصصی برای کاربردهای گوناگون تولید کرد.

سخن پایانی

در این مطلب، درمورد این‌که پرینتر سه بعدی SLA چیست و چه کاربردهایی در صنایع گوناگون دارد، به‌طور مفصل صحبت کردیم. فناوری SLA اولین فناوری پرینت سه بعدی در دنیا است که در سال۱۹۸۶ ابداع شده است. از این پرینترهای سه بعدی پیشرفته برای نمونه سازی سریع قطعاتی استفاده می‌شود که نیازمند دقت هستند.

 

سوالات متداول

1- پرینتر سه بعدی SLA چیست؟

پرینتر سه بعدی SLA از بهترین پرینتر های سه بعدی است که از آن برای تولید قطعات با استفاده از رزین بهره می‌برند. به این شکل که ازطریق تابش لیزر به لایه‌های رزین مایع، در چند مرحله تکراری آن را به جامد تبدیل می‌کنند.

2- معایب پرینتر سه بعدی SLA چیست؟

قطعات ساخته‌شده با SLA اگر در معرض نور خورشید قرار بگیرند، ویژگی‌های ظاهری و همچنین خواص فیزیکی خود را درطول زمان ازدست می‌دهند.