Tato metoda 3D tisku se označuje pojmem streolitografie(zkratka SLA), případně 3D tisk vytvrzováním světlem, světelnou polymerizací či pryskyřicovým 3D tiskem. Dále se dělí na 3 různé technologie:
-
Stereolitografii na bázi laseru
-
Digital Light Procesing (DLP)
-
Liquid crystal display (LCD).
Jak funguje základní princip 3D tisku fotopolymerizací
Jde o metodu vytváření objektů pomocí postupného vytvrzování polymerů za působení záření různých vlnových délek, nejčastěji UV záření. Zaměřením záření na konkrétní místo pak vzniká vrstva částečně vytvrzeného polymeru nebo pryskyřice. Na ni se nanáší další vrstvy. Předmět je tedy vytvářen z vrstev.
Jedná se o jednu z nejpřesnějších metod 3D tisku: teoretická přesnost odpovídá velikosti molekuly polymeru. Ta je mnohem menší než tloušťka lidského vlasu - měří se v μm (mikrometrech) - tisícinách milimetru.
Historie
Jde o vůbec nejstarší metodu 3D tisku. Její prvopočátky sahají do 70. let 20. století výzkumem japonského vědce Dr. Hideo Kodamy. V roce 1984 požádal o patent na tuto technologii Chuck Hull. Krátce poté o podobný patent požádal francouzský tým vědců, ale ti své patentové jednání nedokončili, protože se jim technologie nezdála perspektivní.
V roce 1986 byl patent na stereolitografii udělen Chuckovi Hullovi, který založil společnost 3D Systems Inc. Dobové video z roku 1989 ukazuje, že již v těchto časech 3D tisk média přitahoval. Jeho metoda 3D tisku se zakládala na vytvrzování pryskyřice UV laserovým paprskem.
Dalších 20 let si strereolitografie procházela svým počátečním vývojem. Výsledné výtisky nebyly dokonalé, protože při vytvrzovaní materiálu docházelo k výchylkám. A hlavně - tyto 3D tiskárny byly neuvěřitelně drahé a vyžadovaly si náročnou údržbu. Přesto byl jejich potenciál nezvratný.
Průmyslové 3D tiskárny založené na stereolitografii vyvíjeli také společnosti EOS, Solidscape (dnes součást společnosti Stratasys) nebo Objet Geometries Ltd (akvirovaný také společností Stratasys).
V září 2011 tři studenti MIT založili společnost FormLabs. Ve své úspěšné kampani na crowdfundingovém webu Kickstarter vybrali 3 miliony USD a spustili výrobu prvních stolních SLA 3D tiskáren. Ve stejném roce přišla australská společnost Asiga s novou technologií, založenou na vytvrzovaní pryskyřice pomocí ultradetailního projektoru. Tato technologie umožňovala ještě rychlejší a detailnější 3D tisk - a hlavně byla cenově přijatelnější.
Třetí technologie tohoto 3D tisku, LCD, je stále poměrně mladá. Těží z nízké ceny LCD obrazovek ve velikosti mobilu nebo tabletu a otevírá brány ještě širšímu rozšíření této metody.
Trendy
V posledních několika letech zažívá SLA metoda 3D tisku obrovský boom, který jen tak neskončí. Neustále narůstá počet výrobců 3D tiskáren, obzvláště těch založených na technologii DLP nebo LCD. S tím souvisí i nebývale velký zájem velkých chemických korporací vyrábět a zdokonalovat fotocitlivé pryskyřice určené pro tento typ 3D tiskáren.
Dnes tak můžete vybírat ze široké škály materiálů s různými fyzikálními vlastnostmi. Liší se v tuhosti, ohebnosti, křehkosti, elasticitě, teplotní či chemické odolnosti, smrštivosti a také v tom, jak si tyto vlastnosti dokážou zachovat v čase. Nejde tedy jen o materiály pro prototypování, ale také o materiály vhodné pro výrobu finálních výrobků a dílů.
Spektrum materiálů se neustále rozšiřuje. Pro použití při výrobě jsou velice zajímavé voskové nebo vytavitelné materiály umožňující jednoduchou tvorbu forem pro sériovou výrobu. Rychle se vyvíjí 3D tisk z keramických materiálů pro běžné použití i v oblasti zubařství. Pro profesionální využití jsou přitažlivé i silikonové pryskyřice, jejichž vývoj vede německá společnost Wacker Chemie.
Ceny průmyslových DLP tiskáren se pohybují ve statisících Kč, zatímco LCD tiskárny koupíte již za několik deset tisíc Kč.
Přestože cena těchto 3D tiskáren neustále klesá, nejsou ideální pro hobby využití. 3D výtisky z nich totiž musí projít procesem post produkce. Nejprve očištěním izopropylalkoholem v ultrazvukové čističce a následně vytvrzením v UV lampě. Jistě si ale najdou své místo jako součást výrobních procesů běžných strojírenských firem, v zubních laboratořích, při výrobě naslouchátek na míru, v medicíně, jako doplněk ve vstřikolisovnách, v menších studiích produktových designérů a architektů či developerů.
Při používání těchto 3D tiskáren je potřeba dodržovat zásady bezpečnosti práce. S pryskyřicemi se manipuluje v gumových rukavicích, a to i s výtisky při post procesingu. Pryskyřice a jiné potřebné chemikálie je třeba správně skladovat, mít je označené a držet mimo dosah dětí.
Výhody
-
rychlost - funkční díly vyrobené v průběhu několika hodin
-
extrémní míra detailu - měřená v mikrometrech (tisícina milimetru)
-
téměř hladký povrch nepotřebuje další povrchové opracování - díky výšce vrstvy, která je lidským okem nezaznamenatelná
-
velká tisková plocha v porovnání s jinými metodami 3D tisku
-
skvělá volba pro sériovou výrobu funkčních dílů
-
zrychlení procesu odlévání, kdy master model pochází z 3D tiskárny
-
bílé a transparentní pryskyřice je možné pigmentovat dle preferencí zákazníka.
Nevýhody
-
stále poměrně vysoké ceny fotocitlivých pryskyřic pohybující se v tisících Kč
-
3D výtisk musí projít post procesingem
-
nutnost dodržovat zásady bezpečnosti práce
-
potřeba použít podpory při složitějších geometriích - hrozí zhroucení celého modelu a tato místa nebudou mít hladký povrch
-
široká škála materiálů si vyžaduje odbornou znalost.
Zaujaly vás tyto nové technologie 3D tisku? Jsme největším expertem v ČR právě na DLP a LCD 3D tisk. Vyzkoušeli jsme a neustále testujeme desítky materiálů od výrobců z celého světa. Poradíme vám při výběru nejvhodnější 3D tiskárny i resinu. Nebo si zvolte nejjednodušší cestu - zašlete nám svůj 3D model a my ho vytiskneme za vás. Kontaktujte nás.
