Onderzoek naar MSLA 3D-printen:technologie, voordelen en toepassingen

MSLA, een afkorting van Masked Stereolithography Device, is een verbeterde vorm van SLA (stereolithografie) 3D-printen waarbij een LCD-scherm wordt gecombineerd met een krachtige LED-lichtbron om fotogevoelige hars selectief uit te harden. Wanneer opeenvolgende lagen op de vorige worden uitgehard, vormen ze een driedimensionaal object. Een LED-array wordt gebruikt als lichtbron en wordt geprojecteerd via een LCD-scherm dat fungeert als een herconfigureerbaar masker. 

Deze techniek heeft verschillende voordelen. Het is in staat om hoogwaardige artikelen in grote hoeveelheden tegen lage kosten te produceren, en dit sneller en nauwkeuriger dan de meeste 3D-printmethoden. Het nadeel van MSLA 3D-printen zijn echter de hoge kosten van de printers zelf; Slechts een select aantal bedrijven kan de technologie betalen. Bovendien moet dit soort 3D-printen, vanwege de extreem delicate aard van de lichtgevoelige hars en de noodzaak van zorgvuldige omgang, in volledige duisternis worden uitgevoerd. Een harstank, een digitaal masker, een lichtarray en een bouwplatform vormen de structuur van de MSLA 3D-printer. In dit artikel wordt verder besproken wat MSLA 3D-printen is, hoe het werkt en welke materialen worden gebruikt.

Wat is 3D-printen met gemaskeerd stereolithografieapparaat?

Masked Stereolithography Device (MSLA) is een verbeterde vorm van SLA 3D-printen. Het grootste verschil zit in de lichtbron. In plaats van een gecontroleerde laserstraal te gebruiken, gebruikt MSLA een grote ultraviolette (UV) lichtbron om harsen laag voor laag uit te harden tot ze voltooid zijn. Het is belangrijk op te merken dat de lichtbron – een reeks LED-lampen – niet direct op de thermoplastische hars is gericht, maar in plaats daarvan op een gecontroleerde manier wordt gemaskeerd door een selectief transparant LCD-scherm. Raadpleeg onze gids over 3D-printen voor meer informatie.

Hoe werkt 3D-printen met gemaskeerd stereolithografieapparaat?

MSLA 3D-printen werkt door een lichtgevoelige hars boven de LCD- en LED-array te plaatsen, gescheiden door een dunne laag gefluoreerd ethyleenpropyleen (FEP) plastic. De functie van het LCD-scherm is om te bepalen waar licht doorheen kan schijnen en de hars erboven kan beïnvloeden. Het LCD-scherm bestaat uit individuele pixels die licht doorlaten als het is uitgeschakeld en de doorgang van licht voorkomen als het is ingeschakeld. Deze opstelling van pixels komt overeen met de vorm van elke gewenste laag. Het licht gaat door het LCD-scherm, waardoor delen van de hars tussen het bouwplatform en de FEP-plaat kunnen uitharden. Het bouwplatform gaat vervolgens omhoog en positioneert zichzelf voor de volgende laag. Net als bij andere 3D-printmethoden gaat het proces laag voor laag door totdat het onderdeel voltooid is. 

Een illustratie van hoe MSLA 3D-printen werkt.

Wat zijn de voor- en nadelen van MSLA?

Tabel 1 hieronder belicht de voor- en nadelen van MSLA bij 3D-printen:

Tabel 1:Voor- en nadelen van MSLA 3D-printen

Pluspunten

Hoe dik de laag ook is, MSLA-printers hebben als voornaamste voordeel dat ze een hele laag in één keer uitharden.

Nadelen

De apparatuur is prijzig. Als gevolg hiervan is stereolithografie voor veel bedrijven geen praktische methode voor het maken van prototypen.

Pluspunten

De meeste moderne MSLA-printers maken gebruik van monochrome LCD's die grijswaardenpixels langs de randen kunnen weergeven. Dit biedt ingebouwde anti-aliasingmogelijkheden, wat resulteert in gladde bedrukte oppervlakken. .

Nadelen

Het grootste probleem met de MSLA is de omgang met hars. De productie moet plaatsvinden op een slecht verlichte locatie. Dit beschermt de hars tegen schade of voortijdige uitharding.

Pluspunten

Er worden weinig bewegende delen gebruikt in MSLA-printers. Het printbed beweegt alleen in de Z-as, behalve bij versies met kantelbedden om de afpeldruk te verminderen.

Nadelen

Het feit dat MSLA-printers UV-uithardende hars moeten gebruiken, beperkt de materiaalopties. Deze materialen kunnen de breedte van de eigenschappen van andere polymeren niet evenaren.

Pluspunten

Nadelen

Gebruikers klagen over de rommelige MSLA-afdrukken. Omdat de niet-uitgeharde hars gevaarlijk is, moeten gebruikers beschermende handschoenen dragen bij het hanteren van nieuw bedrukte onderdelen. Bovendien is ventilatie van cruciaal belang en moeten bedrukte stukken worden gewassen in een alcoholoplossing. Na het wassen moeten ze 5 tot 15 minuten onder intens UV-licht blijven liggen om volledig uit te harden.

Wat is het materiaal dat wordt gebruikt bij MSLA 3D-printen?

Het MSL 3D-printproces maakt gebruik van unieke fotopolymeerharsen die uitharden (uitharden) onder UV-licht. Het merendeel van de 3D-printharsen is op acrylaat- of epoxybasis, waarbij de laatste vaker voorkomt bij desktopprinters. De meeste harsen vallen in een van de volgende categorieën:

1. Standaardhars: Standaardharsen werken goed voor afdrukken met een grote resolutie en stijfheid. Ze zijn het beste voor prototyping.
2. Taaie hars: Taaie harsen zijn vergelijkbaar met ABS-thermoplastisch materiaal. Ze zijn ontwikkeld om geprinte onderdelen een goede slagvastheid te geven.
3. Heldere hars: Heldere harsen hebben mechanische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van standaardhars. Het verschil is dat ze met een beetje nabewerking optisch transparant kunnen worden gemaakt. 
4. Duurzame hars: Duurzame hars heeft vergelijkbare mechanische eigenschappen als polypropyleen (PP). Het is een flexibel en slijtvast materiaal, vooral handig bij het prototypen van consumentenproducten zoals kogelgewrichten en kliksluitingen.

Een foto van harsen die worden gebruikt bij 3D-printen.

Hoe wordt MSLA 3D-printen gebruikt in de medische industrie?

MSLA 3D-printen wordt gebruikt bij het bio-engineering van weefsel. Verschillende samenstellingen zijn hierbij belangrijk, waardoor bot- en tandimplantaten, kunstmatige vasculaire ondersteuningen en orgaansteigers mogelijk zijn. 

Hoe wordt MSLA 3D-printen gebruikt in de sieradenindustrie?

De grote printresolutie van MSLA en de beschikbaarheid van washarsen die tijdens het gieten schoon uitbranden, maken het populair in de sieradenindustrie. Traditioneel verloren-wasgieten vereist dat juweliers harde boetseerwas in complexe vormen snijden. Nu kunnen die vormen met meer precisie worden gemaakt met een printer. Bovendien zijn ontwerpen die met traditionele technieken onmogelijk zouden zijn, eenvoudig met 3D-printers. De ontwerper moet het sieraad eenvoudig vooraf bouwen met behulp van CAD-software. 

Zijn MSLA-printers in staat grote, gedetailleerde stukken te produceren?

Ja, MSLA 3D-printers kunnen grote, ingewikkelde items maken als de printer groot genoeg is. De Peopoly Phenom L 3D-printer is de beste machine voor dergelijk werk. Het is een betrouwbare printer voor grote volumes die handig is voor productie in kleine batches en voor het maken van prototypes. Naast de enorme printcapaciteit en snelle droogtijd kan het efficiënt en snel prototypes en onderdelen produceren. Hoewel deze printer is ontworpen om grotere stukken te printen, kan hij ook kleine onderdelen produceren.

Wat is het verschil tussen MSLA en SLA?

SLA- en MSLA-printers verschillen in hun harsuithardingsproces. Terwijl MSLA een LCD-masker gebruikt om UV-licht te projecteren om de lagen te verstevigen, traceert SLA de vorm van elke laag met behulp van een ultraviolette laser. Afdrukken gaat meestal sneller via het MSLA-proces, omdat een enkele flits van het uithardingslicht een hele laag in één keer stolt, iets wat de SLA-laser niet kan. Dit maakt MSLA vooral handig wanneer meerdere modellen tegelijkertijd worden afgedrukt.

MSLA evolueert SLA door de printsnelheid aanzienlijk te verhogen en tegelijkertijd de kwaliteit te verbeteren, zelfs tot aan de rand van een build. We hebben een succesvolle implementatie gezien met het LSPc-systeem van Nexa3D en Formlabs Form 4

Greg Paulsen

Directeur Applicatietechniek

Samenvatting

Dit artikel presenteerde Masked Stereolithography Apparatus (MSLA), legde uit wat het is en besprak hoe dit proces in verschillende industrieën wordt gebruikt. Neem voor meer informatie over MSLA contact op met een vertegenwoordiger van Xometry.

Xometry biedt een breed scala aan productiemogelijkheden, waaronder 3D-printen en andere diensten met toegevoegde waarde voor al uw prototyping- en productiebehoeften. Bezoek onze website voor meer informatie of vraag een gratis en vrijblijvende offerte aan.

Disclaimer

De inhoud die op deze webpagina verschijnt, is uitsluitend voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen enkele verklaring of garantie van welke aard dan ook, expliciet of impliciet, met betrekking tot de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie. Eventuele prestatieparameters, geometrische toleranties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en soorten materialen of processen mogen niet worden afgeleid als representatief voor wat externe leveranciers of fabrikanten via het netwerk van Xometry zullen leveren. Kopers die offertes voor onderdelen zoeken, zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke vereisten voor die onderdelen. Raadpleeg onze algemene voorwaarden voor meer informatie.

Dean McClements

Dean McClements is afgestudeerd aan de B.Eng Honours in Werktuigbouwkunde en heeft meer dan twintig jaar ervaring in de productie-industrie. Zijn professionele carrière omvat belangrijke functies bij toonaangevende bedrijven zoals Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace en Hyster-Yale, waar hij een diep inzicht ontwikkelde in technische processen en innovaties.

Lees meer artikelen van Dean McClements