Stereolithografie — de originele 3D-printtechnologie

Uitgevonden en gepatenteerd door Chuck Hull - oprichter van 3D Systems - in 1984, is stereolithografie (SLA) de originele technologie die als basis dient voor modern 3D-printen. Het was SLA die oorspronkelijk hielp om 3D-printen als een levensvatbaar hulpmiddel voor fabrikanten te ontwikkelen, en anderen aanmoedigde om nieuwe afdrukmethoden en nieuwe toepassingen voor de technologie te verkennen. Het is een bewijs van Hull's oorspronkelijke visie dat SLA vandaag de dag nog steeds wordt gebruikt in een breed scala van industrieën, zowel door ervaren professionals als door aspirant-hobbyisten.

Hoe werkt het?

Stereolithografie bouwt delen laag voor laag op door een ultraviolette straal in een vat met fotopolymeerhars af te vuren. De straal zorgt ervoor dat de hars uithardt en stolt, waardoor onderdelen laag voor laag kunnen worden opgebouwd. Zodra het hele onderdeel voltooid is, wordt het uit het vat gehaald en in een chemisch bad op oplosmiddelbasis geplaatst om overtollig materiaal te verwijderen en een gladde afwerking te verkrijgen. Ten slotte wordt het onderdeel uitgehard in een ultraviolette oven om ervoor te zorgen dat het goed is uitgehard.

Aanvragen voor SLA

Stereolithografie vestigde zich oorspronkelijk als een hulpmiddel voor snelle prototyping, en dit blijft vandaag de belangrijkste toepassing. De snelheid waarmee het een zeer nauwkeurige afdruk van een 3D-model kan genereren, betekent dat het zeer geschikt is voor een snel evoluerend prototypingproces, waarbij veel iteraties van een onderdeel worden geproduceerd voordat de productie uiteindelijk doorgaat. SLA biedt een hoge mate van nauwkeurigheid, met weinig van de zichtbare lagen die andere technieken vaak produceren.

Op het moment van schrijven moet SLA nog zijn weg vinden naar de productielevenscycli. Ondanks de snelheid zijn de gebruikte fotopolymeermaterialen vrij duur in vergelijking met andere 3D-printtechnologieën, wat betekent dat grootschalige productie waarschijnlijk geen kosteneffectieve optie is. Het komt echter steeds vaker voor dat fabrikanten SLA-printen gebruiken om afgietsels of patronen te genereren voor andere technologieën, zoals spuitgieten of zandgieten, die meerdere keren kunnen worden gebruikt en veel sneller kunnen worden geproduceerd dan met traditionele methoden. Het is ook af en toe gebruikt voor eenmalige onderdelen die moeten worden afgestemd op de exacte specificaties van de klant. Zo zijn SLA-technieken met succes toegepast om op maat gemaakte hoortoestellen te bedrukken.

De materialen

Stereolithografie vertrouwt uitsluitend op fotopolymeermaterialen die zich tijdens het printen op de gewenste manier zullen gedragen. Ondanks deze schijnbare beperking is het assortiment bedrukbare materialen in de loop der jaren echter aanzienlijk gegroeid, waardoor fabrikanten een aanzienlijke hoeveelheid keuze hebben. Harsen zijn verkrijgbaar in een breed scala aan kleuren en met mechanische eigenschappen die andere populaire materialen simuleren, zoals ABS. Harsen zijn ook beschikbaar voor specialistische toepassingen, zoals tandheelkundige onderdelen.

Enkele praktische tips voor eersteklas SLA-afdrukken

• Denk aan uw ondersteunende structuren. Alle SLA-onderdelen hebben ondersteuningsstructuren nodig tijdens het printen om kromtrekken te voorkomen, dus deze moeten in uw ontwerp worden meegenomen. Vermijd niet-ondersteunde overstekken van meer dan 19 graden. Ondersteuningsstructuren kunnen na uitharding worden afgeknipt of weggeklikt, en eventueel overgebleven materiaal kan worden geschuurd om een ​​gladde afwerking te verkrijgen.
• Vermijd kleine gaatjes en dunne wanden, omdat deze een grote kans hebben op kromtrekken, vooral tijdens het uithardingsproces.
• Als je van plan bent om in elkaar grijpende delen in een afdruk te verwerken, zorg dan dat ze voldoende ruimte hebben. Gebruik als vuistregel een speling van 0,5 mm voor bewegende onderdelen en 0,1-0,2 mm voor onderdelen die in elkaar moeten passen.
• Overweeg manieren om uw materiaalkosten te verlagen. Zoals we hierboven vermeldden, zijn SLA-materialen vrij duur, dus het is een goed idee om uw onderdeel waar mogelijk uit te hollen om de hoeveelheid gebruikt materiaal te minimaliseren. Als u dit doet, zorg er dan voor dat u gaten maakt zodat overtollig hars kan worden afgevoerd voordat u uithardt. Als dit niet gebeurt, kan het overtollige materiaal leiden tot gaten of scheuren.
• Nat schuren wordt vaak toegepast op SLA-afdrukken tijdens de nabewerkingsfase om een ​​gladdere afwerking te krijgen. Hierdoor kunnen er vlekken op de lak ontstaan, maar een laagje minerale olie na het schuren verhelpt dit. Als alternatief kunnen voor eenvoudige vormen zonder fijne details verschillende soorten schuurpapier worden gebruikt om een ​​gladde, transparante afwerking te verkrijgen.
• Kies de juiste afwerking! Net als bij SLS is er een breed scala aan afwerkingsopties beschikbaar voor SLA-afdrukken, zowel functionele als cosmetische keuzes. Zo wordt een acrylafwerking vaak gebruikt om onderdelen te beschermen tegen UV-stralen en ervoor te zorgen dat ze er langer als nieuw uit blijven zien.

Zelfs als nieuwe technologieën op de markt komen, vertoont SLA geen tekenen van verdwijnen. We verwachten dat nieuwe toepassingen zich zullen blijven openbaren naarmate additive manufacturing evolueert, de materiaalwetenschap verbetert en het vertrouwen in de technologie groeit, zowel bij de industrie als bij het grote publiek.