Kiezen Tussen SLA en SLS voor Rapid Prototyping: Wat is Juist voor Uw Project?

Gepost op: 20 juli 2018, | Door Candy, WayKen Marketing Manager

Er zijn ruwweg 10 grote rapid prototyping technologieën, afhankelijk van hoe u ze groepeert. Welke moet u kiezen voor het medische apparaat dat u heeft ontworpen? Of misschien heeft u iets gecreëerd voor auto's, of vliegtuigen, of misschien een keukenapparaat. Elke van de industrieën en producten heeft zijn eigen behoeften wat betreft prototypes. En u heeft ook uw eigen gedachten daarover, toch? Moet het er alleen goed uitzien om aan investeurs te tonen? Of wilt u controleren of het werkt, zodat u oppervlakteafwerking kunt opofferen en voor iets goedkoper kunt kiezen, of misschien gaat u testen doen. U gaat het ding bashen en smashen of verhitten of in water dompelen.

Elk van die producten en gebruiken heeft een technologie die het best past om de prototype te creëren. Nu, als ik alle methoden in één artikel zou gaan vergelijken, zou het artikel een uurs lezen worden. En niemand heeft tijd voor die tegenwoordig. Laten we dus bij twee technieken blijven, die ongeveer 30% van de prototypingmarkt dekken. SLA prototyping en SLS prototyping voor kunststoffen. Dus, SLA 3D-printen vs SLS 3D-printen, hier gaan we.

Ontwikkeling van SLA-Printen

SLA of stereolithografie is een van de oudste technologieën in de 3D-printwereld. Het werd in de vroege jaren '80 in Japan ontdekt. Dr. Kodama bedacht een apparaat dat een vloeibaar polymer tank en een enkele UV-laser gebruikte.

De laser verhardde het oppervlaktelaagje van het polymer waardoor het hard werd en duwde de laag een beetje in de tank. Op die manier zou het verhardde plastic dienen als basis voor de volgende laag. Dr. Kodama had echter niet voldoende financiering voor zijn onderzoek, dus hij miste zijn octrooi.

In 1884 dacht een groep Franse wetenschappers na over hoe ze een fractaal onderdeel (een heel complex ingewikkeld geometrie onderdeel) voor hun project konden maken en dachten aan de laser die polymeren kon verharden. Ze reikten een prototype in, maar ze besteedden niet genoeg aandacht aan commercialisatie en hun idee werd niet serieus genomen.

Dus, in 1884 ook, Chuck Bell, een Amerikaanse uitvinder, de derde die zo'n methode bedacht, reikte het octrooi in voor het stereolithografieproces. Hij dacht alles door en richtte een bedrijf op genaamd 3D Systems om zijn idee te verkopen. Nu is 3D Systems een van de grootste bedrijven die 3D-printers maken.

SLA Printtechnologie

Er zijn eigenlijk twee methoden van SLA-printen. Laten we het direct en reverse SLA noemen.

Het directe proces is de manier waarop SLA oorspronkelijk uitgevonden werd. De printer heeft een vloeibare polymertank en een basisplaat die één verhardingslaag lager is dan het oppervlak van het polymer. Een UV-laser traceert de huidige doorsnede van het onderdeel (het programma is zo geschreven dat het onderdeel in lagen gesneden wordt en het laserpad gegenereerd wordt voor elke snee) en u krijgt de eerste verhardde laag. Dan gaat de plaat omlaag één laaghogte en een gespecialiseerd mes beweegt over het oppervlak van de tank om te verzekeren dat het polymer het gebied boven de plaat volledig vult. Dan wordt de volgende laag verhard.

De reverse methode verschilt wat betreft onderdeeloriëntatie en beweging. Hier is de basisplaat transparant en omgekeerd ten opzichte van de directe methode. De laser verhardt het polymer door de plaat heen en dan gaat de plaat omhoog, in plaats van omlaag. Dus, u kunt dit proces vergelijken met het langzaam ophalen van een object uit het water. Het enige verschil is dat in het laatste proces het object oorspronkelijk in het water zat. Met SLA-printen creëert u het uit het vloeistof in uw tank.

Beschrijving en Geschiedenis van SLS

SLS is een vergelijkbaar 3D-printproces. Het werd ontwikkeld door een Texas-professor Carl Deckard. Hij was ingenieur en zocht de hoeveelheid gieten die voor seriële productie vereist was te verlagen. Hij verkocht later zijn octrooi aan 3D Systems. 3D Systems beheerste later het gebruik van SLS voor metaalpoeders ook, wat leidde tot een revolutie in metalen onderdeelproductie. Nu is deze technologie de meest wijdverspreide methode voor het printen van metalen onderdelen. In de loop van de ontwikkeling bleek dat het poeder echt gevaarlijk is. Het is erg fijn en gemakkelijk in te ademen. Dus is SLS-technologie niet echt goed voor desktop hobbyversies, in tegenstelling tot SLA.

Het proces gebruikt kunststofpoeder als hoofdmateriaal. Dit poeder wordt verspreid over de basisplaat met een speciaal mes. Daarna, net als bij SLA, traceert de laser de doorsnede van het onderdeel. Daarna wordt de basisplaat met één laag verlaagd en het poeder weer verspreid. Heel vergelijkbaar met SLA, bent u het niet eens?

Materialen

SLA. Dit proces gebruikt polymeren die harder worden van UV-licht, of fotopolymeren zoals ze genoemd worden. Er is veel verschillende harscompositie, dus ze worden meestal gescheiden op hun gebruik:

• Standaard harsen. Die zijn de goedkoopste en hebben de slechtste mechanische eigenschappen, echter, hun kwaliteit is echt goed, kan vergeleken worden met injectiegieten zelfs. Onder die zijn er enkele transparant, zodat u duidelijke prototypes kunt maken, voor autolampen bijvoorbeeld.
• Engineering harsen. Die kunnen gebruikt worden voor echte prototypes en kunnen komen in een ABS-achtige vorm, hittebestendige vorm, stijve of flexibele vorm. Ze behouden nog steeds goede oppervlakteafwerking en hun sterkte is enigszins beter.
• Medische harsen. Onder de fotopolymeren, ontdekt voor SLA-printen, kunt u enkele klasse I en II biocompatibele vinden. Het betekent dat u ze langdurig in contact met menselijk weefsel kunt houden. Het is een groot voordeel.

SLS. Deze technologie werd initieel gebruikt met Nylon. Naarmate de jaren voorbijgingen, werden enkele andere materialen voor de technologie aangepast.

• Nylon. Deze is verreweg het meest wijdverspreide plastic in SLS. Het is veel duurzamer, hittebestendiger en tougher dan alle SLA-materialen.
• Urethane. Het is een eenvoudig flexibel plastic dat goed is voor het gieten van eenvoudige polymere onderdelen.
• Was. De was die gebruikt wordt is ideaal voor het maken van gietmodellen. U bedekt het model met het vormmengsel en verhit het tot het smelt.

Post-Processing

SLA. Het hoofdnadeel van SLA-printen is dat het veel ondersteuningen heeft, die gemaakt zijn van hetzelfde materiaal. Dit maakt het noodzakelijk om snijoperaties uit te voeren om ondersteuningen te verwijderen. U moet ook de afgesneden regio schoonmaken van elk spoor van de ondersteuning. Het hele proces is vrij tijdrovend.

Daarnaast is het verhardde onderdeel niet daadwerkelijk volledig verhard. Sommige gebieden tussen lagen hebben maar half gereageerd. Dit is waarom het gebruik van enkele UV-lichtkamers voor het verharden van de geprinte onderdelen hun sterkte zal verhogen. Dit is niet absoluut noodzakelijk, wel.

SLS. Het onderdeel heeft doorgaans een slechtere oppervlakteafwerking na SLS dan na SLA. Dit is waarom SLS-onderdelen geschuurd en mechanisch post-verwerkt worden als een goede oppervlakteafwerking vereist is. Dit neemt veel tijd in beslag.

Conclusie: Wat Wanneer Te Gebruiken?

Over het algemeen levert dit proces geweldige kwaliteit onderdelen, maar het is veel duurder dan SLS (in geval van direct SLA, kunt u het overgebleven vloeibare plastic uit de tank niet hergebruiken, het kan niet lang bewaard worden, dus is het beter om de printer geladen te houden) en vereist het proces van het verwijderen van de ondersteuningen. Het voordeel is een overvloed aan materialen die geïmplementeerd kunnen worden.

Gebruik SLA voor medische apparatuur, transparante onderdelen met een goede oppervlakteafwerking en voor sommige injectiegiet- of gietmodellen. Gebruik het om uw product te tonen, de onderdelen zijn erg goed.

SLS levert veel betere sterkte en andere eigenschappen dan SLA. Echter, de oppervlakteafwerking is veel slechter (ongeveer 2-3 klassen lager). Het proces is veel goedkoper dan SLA. U hebt geen ondersteuningsstructuren nodig (vorige poederlagen ondersteunen de hogere lagen) en u kunt het poeder dat over was van eerdere gebruik hergebruiken.

Gebruik SLS in gevallen waar het onderdeel grotere belasting, corrosie of trilling moet weerstaan. Gebruik SLS wanneer oppervlakteafwerking geen kwestie is en het budget laag is. Gebruik het voor uzelf of voor tests.