راهنمای طراحی برای چاپ به روش (SLA)
مقدمه مترجم:
با رعایت اصول طراحی قطعات برای چاپ سه بعدی با فناوری SLA، می‌توان دستیابی به جزئیات ظریف و استحکام بالا در قطعات را تضمین کرد. با توجه به عدم تعریف استانداردها در بین جامعه ساخت و تولید برای فناوری‌های چاپ سه بعدی، شرکت‌های ارائه دهنده خدمات طراحی و چاپ، قالب‌های مختلفی را برای تلرانس‌ها و اصول طراحی پیشنهاد می‌کنند؛ اما اطلاع از کلیات این قواعد، به کاربران کمک می‌کند تا با ارتباطی سریع و مؤثر با مشاوران طراح هر شرکت، بهترین نتایج را دریافت کنند.
کلمات کلیدی:
چاپ سه بعدی، راهنمای طراحی، روش SLA، چاپ سه بعدی با SLA، پرینت سه بعدی ظریف، چاپ سه بعدی پلاستیک
آخرین تاریخ ویرایش:
دی ماه 1400
مرور اجمالی
استریولیتوگرافی (که به اختصار SLA یا SL نیز نامیده می‌شود) یک فرآیند ساخت با افزدون مواد (AM) است که قطعات را از طریق پلیمریزاسیون نوری ایجاد می‌کند که در آن نور ماوراء بنفش باعث می‌شود زنجیره‌هایی از مولکول‌ها به یکدیگر بپیوندند و قطعات را به صورت لایه به لایه در رزین جامد کنند. پشتیبان‌های ساختاری در طول فرآیند راه‌اندازی و پیش از آغاز فرآیند ساخت قطعات ایجاد می‌شوند و پس از تکمیل چاپ به صورت دستی حذف می‌گردند. سپس قطعات در محلول حلال شسته می‌شوند تا رزین خشک نشده حذف گردد. قطعات پس از ساخت، برای پخت نهایی در کوره، نور ماوراء بنفش دریافت می‌کنند.
SLA به طور کلی سطح صاف‌تری نسبت به سایر فرآیندهای سه بعدی مانند FDM دارد، زیرا در این فرآیند به جای ذوب شدن و سپس خنک کردن یک رشته پلاستیکی، رزین مایع توسط لیزر جامد می‌شود. این امر باعث می‌شود که قطعات یک روکش نسبتا صاف و تقریباً شیشه‌ای داشته باشند.
این راهنما جزئیات خاصی را در مورد نحوه جلوگیری از نواقص ناخواسته هنگام طراحی برای چاپ به روش SLA پوشش می‌دهد. برای جلوگیری از این خرابی‌ها، مطمئن شوید که حداقل تلرانس‌های عنوان شده را رعایت کرده‌اید، یا ویژگی‌های طراحی را همان طور که توضیح داده خواهد شد برای از بین بردن احتمال وقوع خرابی‌های خاص رعایت کنید.
تلرانس‌های عمومی
اگر نقشه یا برگه مشخصات توسط مشتری ارائه نشده باشد، کارشناسان طراحی، قطعات را با مشخصات تلرانسی ذکر شده در زیر پیش بینی می‌کنند:
تلرانس‌ها برای وضوح استاندارد:
• ابعاد در صفحه XY: تلرانس 130 میکرون برای 25 میلیمتر اول، به علاوه 50 میکرون برای هر 25 میلیمتر پس از آن؛
• ابعاد صفحه Z: تلرانس 250 میکرون برای 25 میلیمتر اول، به علاوه 50 میکرون برای هر 25 میلیمتر پس از آن؛
• حداقل اندازه خطی اجزا: اجزای با ابعاد زیر 750 میکرون در معرض خطر بوده و زیر500 میکرون ساخته نمی‌شود؛
• حداقل اندازه شعاعی اجزا: 900 میکرون؛
تلرانس‌ها برای وضوح بالا:
• ابعاد در صفحه XY: تلرانس 130 میکرون برای 25 میلیمتر اول، به علاوه 50 میکرون برای هر 25 میلیمتر پس از آن؛
• ابعاد صفحه Z: تلرانس 250 میکرون برای 25 میلیمتر اول، به علاوه 50 میکرون برای هر 25 میلیمتر پس از آن؛
• حداقل اندازه خطی اجزا: اجزای با ابعاد زیر 500 میکرون در معرض خطر بوده و زیر250 میکرون ساخته نمی‌شود؛
• حداقل اندازه شعاعی اجزا: 750 میکرون؛
جهت‌گیری ساخت
جهت‌گیری ساخت توسط کارشناسان طراحی با هدف اصلی بهینه سازی اجزا و جزئیات برجسته قطعات و در عین حال برای به حداقل رساندن ارتفاع ساخت تعیین می‌شود. استفاده از پشتیبان‌های (supports) اضافه اگر به کاهش مؤثر احتمال خرابی در طول فرآیند ساخت قطعه کمک کند، بکار گرفته خواهد شد. ساختار پشتیبان از همان مواد قطعه ساخته می‌شود و پس از تکمیل فرآیند ساخت، به راحتی با دست و با حداقل عملیات پردازش از آن جدا می‌گردد.
ضخامت دیواره
در حالی که SLA می‌تواند دیواره‌های با ضخامت کمتر 500 میکرون را چاپ کند، ما حداقل ضخامت دیوار 1 میلیمتر را برای تکرارپذیری نتایج ساخت توصیه می‌کنیم. این امر احتمال آسیب دیدن قطعات را در حین پردازش یا حمل و نقل به حداقل می‌رساند.
سوراخ‌ها و شکاف‌ها
کارشناسان طراحی توصیه می‌کنند سوراخ‌ها و شکاف‌ها برای قطعات SLA با قطری بیشتر از 750 میکرون طراحی شوند تا شکل خود را حفظ کرده و از مسدود نشدن آنها در طول چاپ اطمینان حاصل شود. حداقل قطر توصیه شده، با افزایش طول کانال‌ها یا شکاف‌ها، ممکن است تا مقداری به بزرگی 12 میلیمتر افزایش یابد.
جزئیات برجسته
دستیابی به متن و سایر جزئیات برجسته به دلیل دقت فرآیند SLA در ایجاد سطوح ظریف آسان است. ما توصیه می‌کنیم که هر متن برجسته باید حداقل 300 میکرون ارتفاع و 400 میکرون عرض داشته باشد. برای جزئیات بسیار دقیق متن، کارشناسان ما توصیه می‌کنند از گزینه وضوح بالا، در صورت موجود بودن، برای ساخت قطعات استفاده کنید.
جزئیات فرورفته
این اجزا باید به اندازه‌ای بزرگ باشند که در حین چاپ با هم ترکیب نشوند، بنابراین کارشناسان ما ضخامت متن‌های فرورفته را با عرض 500 میکرون و عمق 400 میکرون توصیه می‌کنند.
زوایای گوشه
زوایای گوشه یکی از اجزای طراحی هستند که می‌توانید برای تقویت قسمت‌های شکننده پیاده سازی کنید و توصیه می‌شود در هر بخش از قطعه که احساس نیاز می‌کنید از آنها بهره ببرید. زوایای گوشه استحکام سازه را تا حد زیادی افزایش می‌دهند و بایستی در پایه‌های دیوارهای بدون تکیه‌گاه استفاده شوند.
اجزای معلق
اجزای معلق یکی از مناطق نگران کننده برای بسیاری از فرآیندهای پرینت سه بعدی است؛ با این حال در مورد SLA به دلیل امکان بهره‌مندی از ساختارهای پشتیبان این نگرانی کمتر می‌شود.
زاویه درفت
استفاده از زاویه درفت، راه دیگری برای افزایش قابل توجه استحکام قطعات است. این افزایش استحکام به دلیل افزایش مساحت در پایه قطعه ایجاد می‌شود. زاویه درفت همچنین می‌توان برای اجزای متن برجسته و زبانه‌ها مفید باشد.
اجزای پهن
بخش‌هایی از قطعه که بیش از حد طولانی و پهن هستند در معرض خشک شدن ناهموار قرار دارند که می‌تواند منجر به تاب برداشتن قطعه شود. این بخش‌ها همچنین بیشتر مستعد اعوجاج ناشی از گرما و رطوبت هستند که می‌تواند در طول پردازش‌های نهایی یا حمل و نقل اتفاق بیفتد. می‌توان با ایجاد برش‌هایی در هر کجا که ممکن است برای کاهش گرمای تولید شده در قطعه مؤثر باشد، و یا با ایجاد ریب برای نگه داشتن و جلوگیری از تاب برداشتن قطعه، از ایجاد این نواقص جلوگیری کرد.
کیفیت نهایی
خش‌دار: قطعات SLA تمیز می‌شوند، سپس به کمک اشعه ماوراء بنفش خشک می‌شوند و تکیه گاه‌های آنها جدا می‌شوند. در نواحی پشتیبانی شده ممکن است در نتیجه برداشتن تکیه‌گاه، نقاط شبکه مانند یا لکه‌های سطحی کوچکی دیده شود.
مات: سطوحی که تکیه‌گاه‌ها از آنها جدا شده، می‌توانند با سمباده 220 یا 320 به آرامی سمباده شده و سپس برای داشتن یک روکش مات یکنواخت، با مایه بلاست شوند.
طبیعی: سطوحی که تکیه‌گاه از آنها جدا شده، برای بهبود کیفیت سطح با سنباده 220 یا 320 به آرامی پولیش شوند. در این حالت خراش‌های سنباده روی سطوح قابل مشاهده خواهد بود.
پرداخت اضافی: گزینه‌های دیگری نیز برای پرداخت قطعات SLA وجود دارد، این عملیات اضافی محدود به سنباده کاری، پرداخت، رنگ‌آمیزی، پردازش حرارتی و آبکاری نمی‌شود. جهت رفع نیازهای مختلف، می‌توان از روش‌های تخصصی متنوعی بهره برد.
