Что такое стереолитографический 3D-принтер?

Что такое стереолитографический 3D-принтер?

Стереолитографический 3D-принтер — это 3D-принтер, использующий метод стереолитографии.

Метод стереолитографии — это метод создания трехмерных структур путем отверждения и наслаивания материала, который отверждается под воздействием ультрафиолетового света, слой за слоем. В качестве материала обычно используется жидкая светоотверждаемая смола, такая как эпоксидная или акриловая смола.

Стереолитографическая 3D-печать является старейшей из всех технологий 3D-печати, которые в настоящее время используются на практике, и является наиболее широко используемым методом в отрасли.

Применение стереолитографических 3D-принтеров

Стереолитографические 3D-принтеры используются для проверки проектов, создания мастер-моделей и производства форм.

Благодаря своей способности производить высокоточные объекты с гладкой поверхностью стереолитографические 3D-принтеры также могут использоваться для производства конечных продуктов.

Выбор типа принтера и материалов зависит от предполагаемого использования.

Принципы работы стереолитографических 3D-принтеров

При оптическом методе изготовления 3D-данные загружаются в принтер, а жидкая смола облучается ультрафиолетовым светом для создания модели.

Процесс начинается с создания первого слоя, где смола отверждается путем облучения лазерным лучом резервуара, заполненного светоотверждаемой смоляной жидкостью. Затем смола опускается на один слой с отвержденной уложенной поверхности, и следующий слой отверждается таким же образом. Этот процесс повторяется для построения модели слой за слоем.

Точное моделирование может быть достигнуто путем установки тонкой толщины слоя, в то время как более толстые слои обеспечивают более быстрое и эффективное моделирование.

Типы стереолитографических 3D-принтеров

Существует несколько типов стереолитографических 3D-принтеров.

Вот описание типичных методов моделирования.

1. Классификация стереолитографических 3D-принтеров по направлению моделирования

Стереолитографические 3D-принтеры можно разделить на два типа в зависимости от направления, в котором происходит моделирование:

• Метод свободной поверхности: свет направляется на объект моделирования сверху, и моделирование продолжается путем наложения отвержденных слоев.
• Метод подвешивания: Объект моделирования подвешивается, и свет излучается снизу для продвижения моделирования.

Рисунок 1. Классификация по направлению моделирования

2. Классификации стереолитографических 3D-принтеров по способу применения света

Стереолитографические 3D-принтеры также можно классифицировать по способу применения света. Вот три показательных примера:

• Метод лазерного сканирования: Этот метод использует свет, похожий на лазерную указку, для рисования световых линий.
• Метод проектора:Один слой света создается с помощью одного облучения.
• Метод жидкокристаллической панели: Подобно методу проектора, свет излучается с поверхности, но в этом методе для излучения света вместо проектора используется жидкокристаллический дисплей.

Рисунок 2. Классификация основана на способе экспонирования света

Другая информация о стереолитографических 3D-принтерах

1. Особенности стереолитографических 3D-принтеров

У стереолитографических 3D-принтеров есть свои преимущества и недостатки:

• Преимущества: Они позволяют добиться высокоточного моделирования с гладкими поверхностями и способны к относительно быстрому производству.
• Недостатки: Оборудование для стереолитографии и смолы стоят дорого, и часто требуется постобработка.

Используемые светоотверждаемые смолы имеют различные характеристики, и выбор смолы зависит от предполагаемого применения. Например, эпоксидная смола не устойчива к солнечному свету, а акриловая смола хрупкая, что делает ее непригодной для применений с высокими требованиями к силе или долговечности.

2. Процедура стереолитографических 3D-принтеров

Использование стереолитографических 3D-принтеров обычно включает три этапа: создание и преобразование 3D-данных, моделирование и постобработка.

1. Создание и преобразование 3D-данных:3D-данные объекта для моделирования создаются с помощью 3D CAD или 3D-сканера. Затем эти данные преобразуются в данные STL и данные траектории инструмента, совместимые с выбранным 3D-принтером, которые затем загружаются в 3D-принтер.
2. Моделирование: Для процесса моделирования используется стереолитографический 3D-принтер.
3. Постобработка:Сразу после моделирования поверхность модели очищается спиртом или другими растворителями для удаления любой неотвержденной смолы. В зависимости от используемой смолы может быть выполнено вторичное отверждение для повышения прочности. После этих процессов удаляется поддерживающий материал, который используется для предотвращения деформации во время печати.

3. Данные, обрабатываемые стереолитографическими 3D-принтерами

Рисунок 3. Данные, обрабатываемые стереолитографическими 3D-принтерами

Для продолжения стереолитографической 3D-печати необходимы три типа данных: 3D-данные, данные STL и данные траектории инструмента.

• 3D-данные: 3D-данные можно создать с помощью программного обеспечения 3D CAD и 3D-сканеров. 3D CAD генерирует 3D-данные, проектируя объект на компьютере. 3D-сканеры получают 3D-данные, сканируя физические объекты. В последние годы некоторые системы позволяют пользователям легко сканировать объекты с помощью смартфонов и других устройств.
• Данные STL: Данные STL представляют 3D-данные в виде набора треугольников, содержащих такую ​​информацию, как координаты и нормальные векторы вершин треугольников. Многие программы 3D CAD могут выводить данные STL, но при создании данных STL необходимо проверить и исправить модель, чтобы убедиться, что она не слишком дефектна для реалистичного моделирования.
• Данные траектории инструмента: Данные траектории инструмента содержат информацию о том, как работает 3D-принтер для создания 3D-модели. Конкретные данные траектории инструмента различаются в зависимости от используемого 3D-принтера, и 3D-принтер должен считывать эти данные для моделирования объекта.