光硬化成形技術(SLA)は、世界で初めて登場し商品化を実現したラピッドプロトタイピング技術であり、最も深く広く用いられているラピッドプロトタイピング技術の1つでもあります。主に感光性樹脂を原料とし、液状感光性樹脂が紫外線レーザー照射下で速やかに硬化するという特性を利用しています。感光性樹脂は一般に液状であり、一定波長の紫外光(250nm〜400nm)を照射すると直ちに重合反応を開始して硬化を完了させる。SLAは、特定の波長と強度の紫外線を使用して光硬化性材料の表面に焦点を合わせ、点から線へ、線から表面へと順次固化させ、それによって層状断面の描画を完成させる。
SLA プロセスの印刷プロセス
1.印刷スクリーンが樹脂表面の下の特定の高さに沈むように制御し、スクリーンが材料の層で覆われるようにする。
2.コンピュータはレーザーとガルバノメーターを制御し、UVレーザーを使用して現在印刷されている部品の断面をスキャンし、液体から固体に印刷する必要がある材料の部分を固めます。
3.スキャンが完了した後、スクリーンは一定の高さに沈み、スクレーパーは材料の層を広げ(主な機能は大きな平らな材料をこすり取って充填することです)、印刷が完了するまで上記のステップ2を繰り返します。
4.印刷が完了したら、無水エタノールで洗浄し、紫外線で硬化させる必要がある印刷物を取り出します。
SLA プロセスの特徴
SLAの印刷材料は液状樹脂である。硬化過程では、液状樹脂を構成するモノマー炭素鎖がUVレーザーによって活性化されて固体となり、強固で破壊不能な結合を形成します。光重合プロセスは不可逆的であるため、SLA部品を液体状態に戻すことができず、加熱すると溶融するのではなく燃焼する。
SLA プロセスにおける印刷層の高さは、25 ~ 100 ミクロンです。レイヤーの高さを低くすると、湾曲した形状をより正確にキャプチャできますが、ビルド時間(およびコスト)が増加し、印刷が失敗する可能性が高くなります。100ミクロンの層の高さは、最も一般的な用途に適しています。
建設エリアは、設計者にとって非常に重要なもう 1 つのパラメーターです。ビルド サイズは、SLA コンピューターの種類によって異なります。Bering 3Dのサプライチェーンシステムは、建設面積(印刷サイズ)と印刷材料を完全にカバーし、市場にほぼすべてのタイプのSLA機器を持っています。
SLA プロセスのサポート構造
SLA の印刷プロセスの原則により、印刷プロセス中にサポート構造が必要であることが決定されています。サポート構造は部品と同じ材料で印刷されるため、印刷後に手動で取り外す必要があります。部品が印刷される方向によって、サポートの位置と数が決まります。印刷配置とは、視覚的な臨界面が支持構造に接触しないように部品を適切に配置することです。
ボトムアップとトップダウンの SLA プリンターの使用サポート方法は異なります。
トップダウンSLAプリンタでは、オーバーハングとブリッジを正確に印刷するためのサポートが必要です(重要なオーバーハング角度は通常30度です)。部品は任意の位置に向きを付けることができますが、向きの方法が異なると、印刷時間と製品品質が異なります。それらは通常、支持体の量と層の総数を最小限に抑えるために平らな形状で印刷される。
ボトムアップのSLAプリンタでは、状況はより複雑です。オーバーハングとブリッジは引き続きサポートする必要がありますが、各レイヤーの断面積を最小限に抑えることが最も重要な考慮事項です。剥離ステップ中に部品に加わる力により、部品がビルドプラットフォームから剥離することがあります。これらの力は、各層の断面積に比例します。そのため、部品が斜めに向いており、サポートの低減が大きな問題となります。
SLA プロセスの利点
(1)SLAは、高い寸法精度と複雑なディテールを持つ部品を製造することができます。
(2)SLA部品の表面仕上げは非常に滑らかで、ビジュアルプロトタイプに最適です。
(3)透明、可撓性、キャスタブル樹脂などの特殊なSLA材料を使用できます。