Co to jest drukowanie MSLA? Plusy i minusy

przez

MSLA to skrót od Masked Stereo Lithography Apparatus. Jest to maszyna do drukowania 3D, która jest zaawansowaną formą aparatury stereolitograficznej (SLA), w której żywice są utwardzane pod wpływem światła ultrafioletowego. Drukarki MSLA wykonują druk 3D z wykorzystaniem ogromnego źródła światła UV i maskują go ekranem LED, natomiast drukarki SLA śledzą kształt każdej warstwy za pomocą lasera UV. Drukarnie MSLA są wykorzystywane do różnych celów, ponieważ mogą wytwarzać dobrej jakości produkty w dużych ilościach w krótkim czasie. Ten artykuł jest kompletnym przewodnikiem, który pomoże Ci zrozumieć, czym jest druk 3D MSLA i jaka jest różnica między technikami drukowania MSLA i SLA.

Co to jest drukowanie MSLA?

Zdjęcie wykonane przez ZMorph Fab 3D Printer z Pixabay

Druk MSLA to technika drukowania 3D, która wykorzystuje kolejne warstwy utwardzonych żywic światłoczułych do trójwymiarowych obiektów. Technika ta służy do masowej produkcji wysokiej jakości produktów po relatywnie niskiej cenie precyzyjnie i szybko w porównaniu z innymi technikami druku 3D. Jednak ze względu na wysoki koszt kapitału drukarki MSLA są używane tylko przez wybiórcze osoby. Drukarki MSLA są również w stanie tworzyć duże i skomplikowane produkty. Drukarki wysokonakładowe mogą być używane do produkcji małoseryjnej i prototypowania. Jednym z przykładów drukarki MSLA jest drukarka 3D Peopoly Phenom L.

Jak to działa?

W druku MSLA światłoczuła żywica jest umieszczana na układzie LCD i diod LED, podzielonych cienką warstwą tworzywa sztucznego fluorowanego etylenu propylenu (FEP). Wyświetlacz LCD służy przede wszystkim do kontrolowania ekspozycji światła na żywicę umieszczoną powyżej. Wyświetlacz LCD składa się z pikseli, które określają kształt warstwy. Te piksele kontrolują przejście, gdy są odpowiednio włączane i wyłączane. Kontrastowe wzory pikseli umożliwiają proces drukowania. Tworzy warstwę w ciągu 3–8 sekund, a następnie przechodzi do następnej warstwy.

Dlaczego warto wybrać druk MSLA?

Możesz wybrać MSLA z następujących powodów:

  • Bez problemu stać cię na drukarki i żywice.
  • Daje gładkie wykończenie powierzchni.
  • Może drukować złożone struktury.
  • Ma szereg materiałów, takich jak elastyczne, przezroczyste, ceramiczne, odporne na uderzenia i wiele innych.
  • Zapewnia godną pochwały rozdzielczość druku.
  • Drukarki MSLA umożliwiają druk wsadowy w krótkim czasie.

Druk MSLA w projektowaniu biżuterii

Druk MSLA okazał się wielkim dobrodziejstwem dla przemysłu jubilerskiego, ponieważ żywice woskowe wypalają się czysto podczas odlewania. W innych przypadkach stosowane metody odlewania z niską zawartością wosku, których używali jubilerzy, musiały przejść przez trudny czas, aby przebić się na twardo w złożonych projektach. Dzięki MSLA projekty te można łatwo i dokładnie wydrukować. Jedyne, co jest wymagane, to wcześniejszy plik CAD biżuterii.

Druk MSLA w medycynie

Druk 3D MSLA w medycynie jest wykorzystywany do procesu bioinżynierii tkanek. Ten proces nazywa się biodrukowaniem. Polega na tworzeniu modeli z żywymi komórkami. Może być stosowany do implantów kości i zębów, sztucznych podpór naczyniowych i rusztowań narządów.

Materiały używane w druku MSLA

Materiał używany w druku 3D MSLA to unikalne żywice fotopolimerowe, które utwardzają się pod wpływem intensywnego światła UV. Najczęściej stosowane żywice do druku 3D to żywice akrylowe lub epoksydowe. Rzućmy okiem na wszystkie rodzaje żywic:

  • Trwała żywica: Jest to giętki i mocny materiał o mechanizmach podobnych do polipropylenu (PP). Jest używany do prototypowania produktów, takich jak zatrzaski i przeguby kulowe.

  • Twarda żywica: zostały stworzone, aby wytrzymać wysokie ciśnienie przez krótki czas. Żywice te są bardzo sztywne i często porównywane są do termoplastycznego tworzywa ABS.

  • Żywica standardowa: Te żywice są używane do wydruków wymagających wysokiej rozdzielczości i ostrości.

  • Clear Resin: Przezroczyste żywice są podobne do standardowych żywic z pewnymi bardziej mechanicznymi właściwościami. Żywice te można uczynić w pełni przezroczystymi po pewnym przetwarzaniu końcowym.

Plusy i minusy drukowania MSLA

Zdjęcie Gavina Allanwooda na Unsplash

Przyjrzyjmy się zaletom i wadom drukowania 3D MSLA.

Oto zalety drukowania MSLA:

  • Drukarki MSLA utwardzają całą warstwę naraz, nie biorąc pod uwagę grubości warstwy.
  • Stół roboczy drukarki MSLA porusza się wokół osi Z, w przeciwieństwie do drukarek SLA, które nie zawierają ruchomych części w maszynie.
  • Składa się z monochromatycznych świateł LCD, które wyświetlają skalę szarości wzdłuż krawędzi. W rezultacie otrzymujesz gładko zadrukowane powierzchnie.
  • Zapewnia wysoką rozdzielczość druku.

Oto wady drukowania MSLA:

  • Te maszyny drukarskie nie są przystępne cenowo.
  • Wymaga ciepłej atmosfery z temperaturą utrzymywaną od 20 do 30 stopni Celsjusza.
  • Druk MSLA odbywa się w przyćmionym lub ciemnym otoczeniu, co skutkuje częstymi uszkodzeniami i przedwczesnym utwardzeniem delikatnych żywic.
  • Procedura podruku jest skomplikowana i niebezpieczna dla zdrowia. Nieutwardzone żywice i nowo drukowane produkty wymagają od użytkowników obsługi w rękawiczkach.
  • Zadrukowany materiał należy wyprać w roztworze alkoholu, a następnie umieścić w ekstremalnym świetle UV na 10–15 minut, aby całkowicie utwardzić.

Podstawy drukowania 3D

Teraz, gdy już zrozumiałeś, czym jest drukowanie MSLA, jesteśmy tutaj, aby przedstawić krótki opis podstaw drukowania 3D.

Co to jest druk 3D?

Druk 3D jest znany jako część wytwarzania przyrostowego. Wytwarzanie addytywne to termin używany do opisania techniki drukowania, w której część jest uzyskiwana przez dodanie materiału. W przypadku drukowania 3D drukarka wykorzystuje projektowanie wspomagane komputerowo (CAD) do tworzenia trójwymiarowych produktów. Dostępnych jest wiele technologii 3D i szereg materiałów do przeprowadzenia procesu drukowania 3D.

Jak drukować w 3D?

Zdjęcie Minku Kanga na Unsplash

Druk 3D to łatwa i skomputeryzowana procedura. Możesz przeczytać kroki wymienione poniżej, aby dobrze zrozumieć podstawy drukowania 3D.

1. Utwórz plik CAD za pomocą oprogramowania takiego jak Autodesk Fusion, w formiei wiele innych.

2. Wyeksportuj plik CAD w uniwersalnym typie pliku wejściowego drukarki 3D, plik STL.

3. Prześlij plik STL do oprogramowania do krojenia drukarki.

4. Dokonaj wymaganych zmian orientacji, wyboru materiału i ustawień drukowania. Oprogramowanie automatycznie rozpocznie cięcie pliku na warstwy.

5. Naciśnij przycisk drukowania, a procedura drukowania rozpocznie się od warstw jedna po drugiej.

Druk 3D dla początkujących

Niektóre podstawy drukowania 3D, które początkujący muszą znać, to szczegóły dotyczące mechanizmu drukowania. Drukarka 3D działa zasadniczo w trzech osiach, czyli:

  • Oś X: ruch od lewej do prawej

  • Oś Y: ruch od przodu do tyłu

  • Oś Z: Ruch w górę iw dół

Na osi X znajduje się ekstruder dostarczający materiał na stół roboczy.

Rodzaje drukarek 3D

Najczęstszymi typami drukarek wykorzystywanych w druku 3D w oparciu o różne technologie są:

1. Wytłaczanie

W oparciu o tę technologię istnieją dwa rodzaje drukarek:

  • Wytwarzanie włókien fuzyjnych (FFF)
  • Wzmocnienie z ciągłych włókien (CFR)
  • Wytwarzanie addytywne w dyfuzji atomowej (ADAM)

2. Fuzja laserowa

W oparciu o technologię fuzji laserowej istnieje kilka rodzajów drukarek. Wykorzystuje lasery o dużej mocy do stapiania sproszkowanych mediów. Oto rodzaje drukarek:

  • Selektywne spiekanie laserowe (SLS)
  • Selektywne topienie laserowe (SLM)
  • Bezpośrednie spiekanie laserowe metali (DMLS)

3. Utwardzanie światłem

Technologia ta wykorzystuje utwardzanie światłem do tworzenia warstw. Poniżej przedstawiono rodzaje drukarek wykorzystujących technologie utwardzania światłem:

  • Stereolitografia (SLA)
  • Bezpośrednie przetwarzanie światła (DLP)

4. Mocna przyczepność

Jest to jedna z szybko rozwijających się technologii druku 3D. W tej metodzie drukowania stosuje się zarówno plastik, jak i metal. Jedyną drukarką w tej technologii jest Binder jetting.

Różnica między drukowaniem MSLA i SLA

Zdjęcie ZMorph All-in-One 3D Printers na Unsplash

Jak już przeczytaliśmy, MSLA to zaawansowana wersja druku 3D SLA. Chociaż w pewnym sensie działają w ten sam sposób. Nadal mają różnice, które wymieniliśmy poniżej.

Druk MSLA
Druk SLA
Druk MSLA zależy tylko od ilości drukowanych warstw.
Druk SLA zależy od liczby warstw, a także od ilości materiału w każdej warstwie.
Ma przewagę prędkości na każdej warstwie.
Nie ma przewagi prędkości na każdej warstwie.
Rozdzielczość drukowania jest oparta na rozdzielczości ekranu LCD.
Rozdzielczość druku oparta jest na średnicy wiązki laserowej.
MSLA wykorzystuje światło UV do utwardzania żywicy.
SLA wykorzystuje lustro i laser do utwardzenia żywicy.
Szybkość drukowania jest większa.
Szybkość drukowania jest mniejsza.
Rozdzielczość druku jest stosunkowo niska.
Rozdzielczość druku jest wysoka.
Przykład: Sonic Mini 4k

Przykład: XYZPrinting Nobel 1.0 A

Często zadawane pytania (FAQ)

Q1. Ile kosztują drukarki MSLA i żywica?

Odp. Drukarki MSLA różnią się kosztem, rozmiarem i wagą w zależności od ich funkcji. Ceny tych drukarek wahają się od 200 do 1100 USD. Żywice kosztują od 25–40 USD za kilogram do 40–150 USD za kilogram. Inne dodatkowe, ale niezbędne wyposażenie może kosztować nawet 200-400 USD.

Q2. Jakie dodatkowe wyposażenie jest wymagane w przypadku drukarki do żywicy?

Odp. Oto niezbędny sprzęt wymagany przy drukarce żywicy i procesie post-printingu:

  • STL i oprogramowanie do krojenia
  • Myjka ultradźwiękowa
  • Rękawice nitrylowe
  • Respirator
  • lampa ultrafioletowa
  • Metalowy lejek

***

Wspomniany powyżej był przewodnikiem po drukowaniu 3D MSLA i podstawach drukowania 3D. Przeczytanie tego mogło rozwiać wszelkie wątpliwości dotyczące różnic między technikami drukowania MSLA i SLA. Mamy nadzieję, że ten przewodnik pomógł Ci zrozumieć, jak działa druk MSLA. Podziel się swoimi pytaniami lub sugestiami w sekcji komentarzy poniżej. Daj nam też znać, czego chcesz się dowiedzieć w następnej kolejności.