Dal modello 3D alla parte finita: la stampa 3D SLA in 15 fasi

La stampa 3D è molto più di una semplice stampa su una macchina, è un processo multistadio che inizia con un modello 3D su un computer e termina con una parte elegante con dimensioni perfette. Questa guida ti guiderà attraverso ciascuno dei passaggi necessari per produrre una parte stampata in 3D di qualità industriale. Il processo non è così complesso come alcune persone immaginano e possono essere riassunte in circa 15 fasi. Diamo un'occhiata a ciascuno di essi a turno.

1. Importazione ed elaborazione del modello 3D

Prima che qualsiasi stampa possa aver luogo, è necessario un modello 3D dettagliato. Questo è simile alle tecniche tradizionali come la lavorazione CNC, ma ci sono differenze fondamentali nel modo in cui i file sono preparati e il tipo di analisi richiesto. Il file viene importato nel software di modellazione 3D e dopo un periodo di analisi si svolgerà un incontro per discutere delle ottimizzazioni. Queste modifiche sono in genere molto piccole e mirano a semplificare la stampa del modello. A volte la stampa di una parte completamente solida è indesiderabile a causa del peso e dello spreco di materiale, quindi in tali casi il tecnico aggiungerà fori di drenaggio al modello 3D che consentirà alla resina non indurita di fuoriuscire, dando una parte leggera e vuota.

Rendering del design pescato

2. Orientamento della parte

L'orientamento della parte nella camera di costruzione è molto importante e determina la quantità e la posizione delle strutture di supporto, quindi questo deve essere deciso in anticipo. Solitamente la parte verrà posizionata in modo tale che i supporti si trovino per lo più sul lato meno visibile, ad esempio sul retro o sul fondo. Spesso è meglio inclinare la parte a circa 45 gradi in quanto ciò rende più facile reggere il materiale di supporto. Più parti verticali saranno meno stabili e quindi richiedono più materiale di supporto.

Elaborazione della parte

3. Generazione dei supporti

I calcoli che determinano esattamente dove posizionare i supporti sono estremamente complessi e vengono eseguiti al meglio dal software. I supporti generati dal software di solito non sono male e porteranno a termine il lavoro, anche se è meglio che i tecnici esperti eseguano alcuni tweaking in base alla loro esperienza.

Supporti generati dal software

4. Preparazione della stampante

Rispetto ad altre tecnologie come la lavorazione CNC, le stampanti SLA 3D richiedono pochissimo tempo per la preparazione. La piattaforma di costruzione è montata e il serbatoio è riempito di resina. Spesso la superficie della resina appena riempita conterrà schiuma o bolle, quindi questo deve essere raschiato via. Dopo questo, la lama del caricatore della macchina passa lentamente sopra la resina per assicurarsi che sia a livello completo.

Sfiorando le bolle superficiali

5. Importazione del file

Mentre ciò avviene, il modello 3D elaborato completo di supporti viene salvato come file in formato SLC e trasferito alla macchina tramite chiavetta USB. Una volta caricato sulla macchina, viene controllato attentamente dal team di stampa e viene impostato l'orientamento finale di stampa.

Il file viene trasferito alla macchina utilizzando una penna USB

6. Stampa

Una volta che tutto è pronto, è tempo di stampare e di iniziare la produzione. Abbiamo coperto i dettagli tecnici di come la stampa SLA funziona in altri articoli, quindi se sei interessato ai meccanismi di come la resina viene polimerizzata strato per strato puoi leggere qui . Il processo è autonomo e non è necessario per il personale monitorarlo da vicino o fornire alcun input durante la stampa. Il tempo di stampa è determinato da un numero elevato di fattori, tra cui la dimensione della parte, la complessità della parte, i materiali utilizzati, l'orientamento, la dimensione del livello e molti altri. Le build industriali richiedono spesso più di 24 ore, ma sono generalmente più veloci rispetto al processo di produzione CNC equivalente. Una volta terminata la stampa, la piattaforma di costruzione risale automaticamente alla sua posizione originale e la parte finita emerge dalla resina.

Il laser sulla superficie della resina

7. Rimozione della parte dalla macchina

Quando la parte viene stampata, non è in contatto diretto con la piattaforma di costruzione, in quanto ciò influirebbe sulla finitura. Invece, il materiale di supporto viene stampato direttamente sulla griglia a griglia della piattaforma di costruzione e quindi la parte stessa viene stampata su questi supporti. La piattaforma di costruzione è una griglia in modo che la resina liquida possa fluire attraverso di essa. Una volta che la parte è finita, la parte deve essere rimossa dalla piattaforma di costruzione che richiede l'uso di un raschietto e un po 'di forza. Danneggiare la base non è un problema anche se questo materiale sta per essere rimosso comunque.

La parte finita è ancora attaccata alla piattaforma di stampa

8. Pulizia con alcool e rimozione dei supporti

Una volta rimosso, la parte viene trasportata nei bagni di alcol. Questi sono tenuti in una stanza separata in condizioni controllate e il conduttore deve indossare una protezione per tutto il corpo. Lo scopo del lavaggio con alcool è quello di rimuovere qualsiasi resina residua non indurita sulla superficie della parte e anche di facilitare la rimozione del materiale di supporto. Ci sono tre bagni di alcol e la parte passa attraverso ciascuno a turno. Nel primo bagno viene semplicemente immerso nell'alcol e lavato delicatamente. Nel secondo bagno il materiale di supporto viene staccato a mano e viene effettuato un po 'di spazzolamento per rimuovere ulteriormente eventuali residui che potrebbero ancora essere presenti. Nel terzo bagno la spazzolatura è un po 'più vigorosa. Una volta completato il lavaggio, la parte viene completamente sabbiata con aria.

Spazzolatura con alcool

9. Rimozione del materiale di supporto ostinato e levigatura

La parte asciugata viene quindi posizionata su un banco e il personale rimuove il materiale più ostinato del materiale di supporto. Ciò richiede strumenti affilati e un po 'di abilità e pazienza. L'obiettivo è di lasciare una superficie liscia senza danneggiare la parte. Una volta che l'ultimo è stato raschiato, è il momento del primo round di levigatura. Questo è principalmente per appianare le asperità causate durante la rimozione del materiale di supporto e per preparare la parte per post-polimerizzazione.

Cancellando i fori di drenaggio

10. Post-polimerizzazione

Abbiamo un articolo dedicato sul post-curing che spiega in dettaglio perché questa fase è necessaria e come funziona. In parole semplici, le parti SLA stampate di recente non hanno ancora raggiunto il livello massimo di polimerizzazione e necessitano di un ulteriore periodo di polimerizzazione. Per alcuni materiali questo non è completamente necessario, ma la maggior parte dei materiali viene notevolmente migliorata dando loro un breve periodo di tempo in un forno UV. È importante che la parte riceva una cura uniforme in modo che il forno sia dotato di un giradischi e che le lampadine UV circondino la parte.

Nel forno di cottura

11. Controllo di qualità

Nella precisione della stampa 3D industriale è fondamentale, quindi è importante fare due diligence quando si tratta di controllo di qualità. In particolare, è necessario confermare che le dimensioni della parte stampata rientrino nelle tolleranze richieste rispetto al modello 3D originale. Per ottenere le misure più accurate possibili, utilizziamo un braccio robotico telecomandato. Inoltre, utilizziamo una fotocamera microscopica per scattare immagini della superficie della parte e controllarne la ruvidità o le irregolarità.

Deposito nei fori di drenaggio

12. Secondo giro di levigatura

È giunto il momento per un altro giro di levigatura, e se alcune aree particolarmente ruvide sono state identificate dalla fotocamera microscopica, la levigatrice può concentrarsi su quelle. Lo scopo principale di questo ciclo di levigatura è preparare la parte per la pittura.

13. Sottosmalto e ulteriore levigatura

La pittura si svolge in più fasi. Prima di tutto, un sottopelo viene spruzzato sulla parte appena levigata. Una volta che la vernice si è asciugata, c'è un altro giro di carteggiatura intensa che assicura che la superficie sia il più liscia possibile prima dell'applicazione del rivestimento principale. A seconda della parte e della finitura richiesta possono esserci diversi cicli di verniciatura e levigatura di questo tipo fino a ottenere l'effetto desiderato.

Levigare il sottopelo

14. Applicazione del top coat

La verniciatura è una delle parti più impegnative dell'intero processo e ciò è particolarmente vero quando sono richiesti più colori. È essenziale che la vernice sia applicata uniformemente ed è molto facile applicare la vernice più spesso ad alcune aree rispetto ad altre, quindi questa fase viene eseguita al meglio da personale esperto. È anche importante evitare bolle o polvere, quindi la verniciatura avviene sempre in condizioni di laboratorio. Nel caso di parti multicolori, il nastro adesivo deve essere applicato mentre i diversi colori vengono spruzzati a turno. Come puoi immaginare, questo è un lavoro estremamente dettagliato e laborioso e ottenere un contrasto perfetto non è facile.

Spruzzando sul top coat

15. Lucidatura

Una volta applicato il rivestimento superiore, la superficie viene levigata per ottenere una lucentezza attraente. Una lucidatura efficace richiede più tempo e abilità di quanto si possa pensare, ma se eseguita correttamente i risultati sono sorprendenti.

L'articolo finito

Completamento

L'intero processo dall'inizio alla fine di solito richiede solo da 2 a 3 giorni, che è molto più rapido rispetto alle alternative tradizionali. Se desideri saperne di più su come la stampa 3D SLA può funzionare per te saremo lieti di ascoltarti!