Главная

Форум

Лазерная стереолитография - SLA

Технология быстрого прототипирования "лазерная стереолитография"

Лазерная стереолитография - одна из первых технологий быстрого прототипирования, впервые появилась в США в восьмидесятых годах прошлого столетия.

Аббревиатура SLA (StereoLithography Apparatus - стереолитографическое оборудование) впоследствии "прижилась" для обозначения не оборудования, а собственно технологии, и сейчас вполне правильными считаются словосочетания "SLA-машина" или "Установка, работающая по SLA-технологии".

Суть лазеpной стеpеолитогpафии состоит в послойном изготовлении тpехмеpных объектов из отвеpждаемой лазеpным излучением жидкой олигомерной фотополимеризующейся композиции (ФПК). Данный процесс в анимации представлен в начале этой странички. Олигомерное вещество по химической структуре отличается от полимерного (пластик, резина) тем, что его молекулы-цепочки не бесконечно большие, а относительно короткие, состоящие из ограниченного количества звеньев-мономеров. Под воздействием специального реагента молекулы могут соединяться между собой и быстро создавать полимерные цепочки - вещество из вязкой жидкости становится твёрдым, полимеризуется. В качестве бытового примера часто приводят эпоксидную смолу. Это двухкомпонентый клей, содержащий олигомерную "основу" и реагирующий с ней "отвердитель". При реакции состав полимеризуется по всему объёму, приклеиваясь к пропитанной поверхности.

В технологии быстрого прототипирования нет необходимости отверждать весь объём целиком. Наоборот, необходимо "склеивать" на каждом слое только элементы тела детали и оставлять жидким окружающее пространство. Для этой цели в установке применен управляемый лазерный пучок, который и "указывает", каким зонам нужно полимеризоваться, обходя ненужные. В смолу же введен фотоинициатор - вещество, подобное отвердителю в эпоксидной смоле. Однако оно реагирует не сразу, а только под действием лазерного освещения. В результате неосвещенные участки остаются жидкими, а освещенные - твердеют, формируя тело детали-прототипа.

Необходимо понимать, что требование селективности отверждения накладывает жесткие двусторонние ограничения на используемые компоненты и технологию процесса. Например, чем гуще смола изначально, тем легче её перевести в полимерное состояние, но и тем хуже её гидромеханические качества. Чем "мощнее" введенный в смолу фотоинициатор, тем меньшее время нужно слабому лазеру для засветки, но и тем меньшее время жизни у всего объёма смолы, так как он подвержен фоновой засветке. Именно "золотая середина" в технологии и применяемых компонентах и является "ноу-хау" каждого производителя лазерных стереолитографов. Устройство же и принцип действия таких RP-машин у всех производителей идентичны, поэтому в любой RP-машине возможно применение любого расходного материала (ФПК) после соответствующей настройки.

Таким образом может быть сформирован прототип любой геометрической формы. После окончания процесса модель извлекается из установки, очищается от остатков жидкой смолы и дополнительно полимеризуется. Дело в том, что в процессе облучения лазером, ФПК полимеризуется не более, чем на 20%. Это сделано для сокращения времени процесса, поскольку полимеризованная даже на 20% деталь достаточно твёрдая для извлечения из установки, но чтобы она набрала полную прочность полимеризацию необходимо довести до 100%, облучая деталь мощным инициирующим светом в течение 10-20 минут в специальной камере дополимеризации.

Лазерная стереолитография позволяет в считанные часы пройти путь от конструкторской или дизайнерской идеи до готовой модели Вашей детали.

Преимущества и ограничения технологии лазерной стереолиграфии

Если вы всё ещё не решили для себя, какая RP-технология подойдёт именно Вам, предлагаем вниманию краткую характеристику SLA-технологии.

• Высокие механические свойства получаемых прототипов
• Отсутствие ограничений по сложности исполняемой геометрии
• Высокая и легко прогнозируемая скорость выполнения прототипа
• Низкий расход материала, обуславливающий низкую цену

Рекомендуем подробно ознакомиться с каждым пунктом, поскольку здесь описаны не только преимущества, но и ограничения, на которые следует обратить внимание.