ちょっと、そこ！ SLA 3D プリンティングのサプライヤーとして、SLA 3D プリンティングの硬化プロセスの核心を皆さんと一緒に掘り下げることができてとてもうれしく思っています。
まず最初に、SLA 3D プリントとは何かについて基本的に理解しましょう。光造形 (SLA) は、最も初期で最も普及している 3D プリンティング テクノロジーの 1 つです。紫外線（UV）に敏感な液体樹脂を使用しています。紫外線が樹脂に当たると、光重合と呼ばれる化学反応が起こり、液体の樹脂が固体に変わります。
硬化プロセスは SLA 3D プリントの重要な部分です。それは液体樹脂を固体で耐久性のある物体に変えるものです。実際、硬化プロセスには主に 2 つの段階があります。プリンター内硬化と後硬化です。
プリンター内硬化
実際の印刷プロセスでは、SLA プリンタは UV レーザーまたはデジタル ライト プロジェクター (DLP) を使用して、樹脂を層ごとに選択的に硬化します。プリンターのソフトウェアには、印刷するオブジェクトの 3D モデルが含まれています。このモデルを薄い断面にスライスし、UV ライトを使用して液体樹脂の表面の各断面をトレースします。
UV 光が樹脂に当たると、樹脂内の分子が結合し始め、長い鎖が形成されます。これが光重合プロセスです。硬化した樹脂は前のレイヤーに付着し、下から上に徐々に 3D オブジェクトを構築していきます。
プリンター内での硬化は非常に正確です。プリンターは、各レイヤーの UV 光の露光の強度と時間を制御できます。これは印刷物の強度と精度に影響するため重要です。露光時間が短すぎると、樹脂が完全に硬化せず、パーツが弱くなったり不完全になったりする可能性があります。一方、露光時間が長すぎると過剰硬化が起こり、対象物の反りや歪みが生じる可能性があります。
プリンター内硬化の優れた点の 1 つは、高解像度の印刷が可能であることです。 UV 光は非常に正確に焦点を合わせることができるため、SLA プリンタは非常に細かいディテールを持つオブジェクトを作成できます。これにより、SLA 3D プリンティングは、ジュエリーの作成、歯科模型、歯科模型などの用途に最適になります。SLA 3D プリンティング ラピッド プロトタイピング。
後硬化
オブジェクトを印刷したら、通常は追加の硬化が必要になります。これをポストキュアと呼びます。印刷中に樹脂が一層ずつ硬化しても、オブジェクト全体が完全に硬化しない場合があります。後硬化は、樹脂がその最大の強度と安定性に確実に達するのに役立ちます。
SLA 印刷オブジェクトを後硬化するには、いくつかの異なる方法があります。一般的な方法の 1 つは、UV 硬化チャンバーを使用することです。これらのチャンバーは基本的に、内部に UV ライトが入った箱です。印刷されたオブジェクトをチャンバー内に置き、UV ライトが一定時間そのオブジェクトを照らします。後硬化の期間は、使用する樹脂の種類、オブジェクトのサイズと厚さ、UV ライトの強度などのいくつかの要因によって異なります。
後硬化のもう 1 つのオプションは、太陽光を使用することです。太陽光には紫外線が含まれているため、印刷物を屋外の直射日光にしばらく放置しておいても問題ありません。ただし、太陽光の強さは時間帯、気象条件、場所によって異なる可能性があるため、この方法の信頼性は少し低くなります。
後硬化にはいくつかの利点があります。印刷物の硬度、靱性、耐薬品性などの機械的特性を向上させることができます。また、物体の内部応力を軽減できるため、時間の経過による亀裂や反りを防ぐことができます。たとえば、印刷している場合SLA 3D プリント研磨ヘッドライト カバー、後硬化により、カバーの耐久性が向上し、傷や環境要因に強くなります。
硬化プロセスに影響を与える要因
SLA 3D プリントの硬化プロセスに影響を与える可能性のある要因がいくつかあります。最も重要なものをいくつか見てみましょう。
樹脂の種類
樹脂の種類が異なれば、硬化要件も異なります。一部の樹脂は低強度の UV 光で急速に硬化するように配合されていますが、完全に硬化するにはより強力な、またはより長時間の露光が必要な樹脂もあります。たとえば、工業用途で使用される一部の高性能樹脂では、望ましい特性を達成するために、より強力な UV 源とより長い硬化時間を必要とする場合があります。興味があれば高寸法精度の樹脂3Dプリント工芸品、工芸品の精度を維持するには、正確に硬化できる樹脂を選択する必要があります。
紫外線強度
硬化に使用する UV 光の強度は非常に重要です。光が弱すぎるとレジンがうまく硬化しません。強すぎると過硬化を引き起こし、対象物を損傷する可能性があります。 SLA プリンタは、使用される特定の樹脂に適切な量の UV 光強度を提供するように設計されています。ただし、UV 光源の使用年数や光と樹脂の間の距離などの要因も、樹脂に到達する実際の強度に影響を与える可能性があります。
温度
温度も硬化プロセスに影響を与える可能性があります。一般に、温度が高いほど光重合反応がスピードアップします。ただし、温度が高すぎると樹脂の粘度が高くなりすぎたり、沸騰し始めたりして、印刷物に欠陥が生じる可能性があります。ほとんどの SLA プリンタは、最適な硬化を保証するために特定の温度範囲内で動作するように設計されています。
硬化の問題のトラブルシューティング
場合によっては、硬化プロセスで問題が発生することがあります。ここでは、一般的な問題とその解決方法をいくつか紹介します。
硬化中
印刷物が柔らかく、粘着性があり、または壊れやすい場合は、硬化が不十分である可能性があります。これは、印刷中または後硬化中の UV 光への曝露が不十分であることが原因である可能性があります。これを修正するには、後硬化中の露光時間を長くしてみてください。問題が解決しない場合は、プリンターの UV 光源が適切に動作していることを確認してください。
過硬化
過剰に硬化すると、物体が脆くなったり、反ったり、表面が粗くなったりする可能性があります。過剰硬化が疑われる場合は、UV 光にさらす時間を減らしてみてください。プリンターまたは硬化チャンバー内の温度をチェックして、高すぎないことを確認することもできます。
一貫性のない硬化
オブジェクトの一部が他の部分と異なる硬化をしている場合、それは不均一な UV 光の分布が原因である可能性があります。これは、UV 光源が汚れているか損傷しているか、オブジェクトがプリンタまたは硬化チャンバー内に正しく配置されていないことが原因である可能性があります。 UV 光源を定期的に清掃し、均一な露光が得られるようにオブジェクトを適切に配置してください。
結論
SLA 3D プリンティングの硬化プロセスは複雑ですが、3D プリンティング体験全体の中で魅力的な部分です。オブジェクトを層ごとに構築する正確なプリンター内硬化から、強度と安定性を向上させる重要な後硬化ステップまで、すべての側面が高品質の 3D プリント オブジェクトの作成において重要な役割を果たします。
SLA 3D プリンティングのサプライヤーとして、当社はお客様の 3D プリンティング プロジェクトをスムーズに進めるための専門知識と一流の機器を備えています。ラピッドプロトタイピング、高精度の工芸品、または耐久性のある部品をお探しの場合でも、当社は最高の結果を達成するお手伝いをします。
当社の SLA 3D プリント サービスにご興味がある場合、または硬化プロセスやテクノロジー自体についてご質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。私たちは常にここでチャットをし、お客様の特定のニーズにどのように対応できるかを話し合います。このエキサイティングな 3D プリントの旅を一緒に始めましょう!
参考文献
- I. ギブソン、DW ローゼン、B. スタッカー (2010)。積層造形テクノロジー: デジタル マニュファクチャリングを直接行うためのラピッド プロトタイピング。スプリンガー。
- Wohlers、T.、Gornet、P. (2018)。 Wohlers レポート 2018: 3D プリンティングと積層造形業界の現状。ウォーラーズアソシエイツ。