پرینت سه بعدی رزینی به روش پردازش دیجیتال نور(DLP/MSLA)

پرینت سه بعدی رزینی به روش DLP /MSLA یکی از فناوری های ساخت قطعه به صورت ساخت افزایشی است که شباهت زیادی به فناوری پرینت سه بعدی استریولیتوگرافی (SLA) دارد. در سال ۱۹۸۷، اندکی پس از ظهور SLA، فناوری DLP/MSLA برای نخستین بار به دست شرکت تگزاس اینسترومنتز ابداع شد. در واقع، تگزاس اینسترومنتز برای اولین بار از پردازش دیجیتال نور در پرینت سه بعدی استفاده کرد و بعد از آن نیز، پرینترهای DLP/MSLA پیشرفت زیادی کرده‌اند.

پرینت سه بعدی DLP/MSLA از جمله روش‌هایی است که با پلیمریزاسیون یک مخزن رزین کار می‌کند. به جای ترموپلاستیک‌ها که در روش‌های زیادی مانند FDM به کار می‌روند، در DLP/MSLA برای ساخت قطعات از رزین‌های مایع ترموست استفاده می‌شود. فرآیند پرینت سه بعدی رزینی DLP/MSLA به این صورت است که نور از یک پروژکتور با شدت زیاد و به صورت هدف‌دار به رزین مایع می‌تابد که در اثر آن لایه‌های رزین به صورت انتخابی پخت می‌شوند. در این روش، هربار که نور به رزین می‌تابد یک لایه کامل از مدل سه بعدی به طور همزمان پخت می‌شود. برای این کار دو طریقه مختلف وجود دارد؛ در یکی از آن‌ها، قطعه بصورت واررونه ساخته می‌شود که به پرینت سه بعدی «پایین به بالا» معروف است و در دومی، قطعه در جهت درست خود ساخته می‌شود که پرینت سه بعدی «بالا به پایین» نام دارد. رویکرد پایین به بالا بیشتر در پرینترهای سه بعدی رومیزی دیده می‌شود، چرا که حجم قطعات اغلب در بزرگ‌ترین حالت ممکن است. در حالی که رویکرد بالا به پایین برای کارهای صنعتی و بزرگ مناسب است. پیکربندی این دو رویکرد کاملا عکس هم است، اما مهم آن است که هر دوی آن‌ها در روش پرینت سه بعدی رزینی DLP/MSLA استفاده می‌شوند.

فناوری پرینت سه بعدی DLP/MSLA چگونه کار می‌کند؟

فرآیند پرینت سه بعدی  DLP/MSLA به واسطه دستگاه‌های پرینت سه بعدی رزینی انجام می‌گیرد. چاپگرهای سه بعدی مخصوص این روش، فایل‌های STL یا CAD را دریافت کرده تا آن‌ها را برای پرینت آماده کنند. فایل طراحی نیز باید قابلیت آن را داشته باشد که توسط چاپگر سه بعدی و با استفاده از نرم‌افزارهای slicing به صورت لایه‌لایه برش بخورد.

بستر ساخت به درون مخزن رزین مایع فرو برده می‌شود و سپس، یک منبع نوری دیجیتال، پرتوی نوری را به سوی هر لایه می‌تاباند. تابش نور باعث می‌شود لایه‌ای از رزین داخل مخزن پخت شود و هربار بخشی از قطعه ساخته شود. لایه‌ها روی هم دیگر پخت می‌شوند و زمانی که کار آخرین لایه تمام شود، قطعه از بستر ساخت جدا شده و برای عملیات پساپردازش آماده می‌شود.

چاپگرهای های سه بعدی DLP/MSLA به دقت بالا و رزولوشن زیاد خود معروف هستند. این دسته از پرینترهای سه بعدی رزینی برای ساخت شکل‌های عجیب و جانوری بسیار مناسب هستند، اما از طرفی، خواص مکانیکی ضعیف قطعات رزینی سبب می‌شود که این روش در زمینه تولید نمونه‌های اولیه عملیاتی کاربرد آنچنانی نداشته باشد.

مزایا و معایب چاپ سه بعدی  DLP/MSL

A

پرینت کردن با چاپگرهای سه بعدی DLP/MSLA می‌تواند بسیار عالی باشد و در مواردی نیز بر رقیب قدر خود SLA برتری داشته باشد. با این حال، مانند هر روش دیگری مزایا و معایب خود را دارد و این مجموعه نقاط مثبت و منفی آن در کنار هم است که بر تصمیم افراد تاثیر می‌گذارد.

مزایای چاپ سه بعدی  DLP/MSLA

• پرینترهای سه بعدی DLP/MSLA قطعات را با دقت بسیار زیادی پرینت می‌کنند و پرداخت قطعات از بیشتر انواع پرینتر سه بعدی بهتر است. پولیش کردن سطح قطعات می‌تواند ظاهر آن‌ها را حتی زیباتر کند.
• جز در معدود موارد، مدت زمان پرینت کردن با روش پرینت سه بعدی DLP/MSLA به دلیل نگاشت یک لایه کامل به طور همزمان، از روش پرینت سه بعدی SLA کمتر است.
• برخلاف بسیاری از دستگاه‌های پرینت سه بعدی، پرینترهای سه بعدی DLP/MSLA توانایی چاپ کردن مواد تخصصی مانند رزین‌های شفاف و قابل ریخته‌گری را هم دارند.
• پرینترهای سه بعدی DLP/MSLA رومیزی که با رویکرد پایین به بالا کار می‌کنند، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هستند و خریدن آن‌ها به سرمایه زیادی نیاز ندارد. برای کار کردن با آن‌ها نیز کافی است دستگاه را نصب و راه‌اندازی کرد.
• قطعاتی که با روش DLP/MSLA ساخته می‌شوند، همسانگرد هستند؛ بدین معنا که استحکام قطعه در راستای صفحات x، y و z باهم برابر است. این ویژگی در همه فناوری‌های پرینت سه بعدی از جمله FDM دیده نمی‌شود. علاوه بر این، قطعات به طور کامل ضدآب بوده و به غیر از نور، با چیز دیگری واکنش نمی‌دهند.
• چاپگرهای سه بعدی DLP/MSLA تخصصی حتی قادر به زینتر قطعات فلزی هستند. در این صورت، بسیاری از مشکلات مربوط به ضعف ماده نیز برطرف خواهد شد (این مورد برای مواقعی است که هزینه بیشتری صرف می‌شود).

معایب چاپ سه بعدی  DLP/MSLA

• پرینت‌های سه بعدی DLP/MSLA تقریبا ترد و شکننده هستند که باعث می‌شود این روش برای ساخت نمونه‌های عملیاتی مناسب نباشد و بیشتر برای تولید نمونه‌های بصری به کار برود.
• نور آفتاب می‌تواند به ظاهر و خواص مکانیکی قطعات رزینی آسیب برساند، در نتیجه، این قطعات برای استفاده در محیط بیرون مناسب نیستند.
• به طور کلی، تنوع مواد در فناوری DLP/MSLA نسبت به سایر روش‌های چاپ سه بعدی کمتر است. گرچه این امر به سرعت در حال تغییر است.
• قطعا دقت چاپگرهای سه بعدی DLP/MSLA از پرینترهای FDM بیشتر است، اما قطعاتی که به روش DLP/MSLA پرینت می‌شود حالت شطرنجی داشته و باید پوساب‌زنی شوند. پس از پوساب‌زنی نیز سطح آن‌ها همچون قطعه‌ای خواهد بود که با روش SLA پرینت شده و هیچ پرداختی روی آن انجام نشده است.

کدام رزین مناسب کار شما است؟ مقایسه مواد پرینت سه بعدی

انواع رزین‌هایی را که در پرینترهای DLP/MSLA استفاده می‌شوند در جدول زیر آورده شده است. توجه داشته باشید که لیست زیر کامل نیست، زیرا فرمول‌بندی رزین‌ها توسط سازنده‌های مختلف باهم متفاوت است.

 

ماده	نوع کارایی
رزین استاندارد	پرداخت عالی بدون نیاز به عملیات پساپردازش
رزین شفاف	شفافیت
رزین قابل ریخته گری	ساخت قالب
رزین بادوام	استحکام مکانیکی افزایش یافته
رزین دما بالا	مقاومت دمایی افزایش یافته
رزین دندانی	زیست‌سازگاری
رزین لاستیکی	ویژگی‌های شبیه به لاستیک
رزین پرشده با فلز	تولید قطعات فلزی زینتری