ステレオリソグラフィー—オリジナルの3D印刷技術

3DSystemsの創設者であるChuckHullによって1984年に発明され、特許を取得したステレオリソグラフィー（SLA）は、最新の3D印刷の基盤として機能する独自のテクノロジーです。もともと3D印刷をメーカーにとって実行可能なツールとして確立するのに役立ち、他の人たちにこの技術の新しい印刷方法と新しいアプリケーションを探求するように促したのはSLAでした。 SLAは、経験豊富な専門家と意欲的な愛好家の両方によって、さまざまな業界で今日でも採用されているというハルの当初のビジョンの証です。

どのように機能しますか？

ステレオリソグラフィーは、フォトポリマー樹脂のバットに紫外線を照射することにより、一度に1層ずつ部品を構築します。光線によって樹脂が硬化して固化し、部品を一度に1層に積み上げることができます。部品全体が完成したら、バットから取り出し、溶剤ベースの化学浴に入れて余分な材料を取り除き、滑らかな仕上がりを実現します。最後に、部品を紫外線オーブンで硬化させて、適切に硬化したことを確認します。

SLAの申請

ステレオリソグラフィーは、もともとラピッドプロトタイピングのツールとしての地位を確立しており、これが今日でもその主要なアプリケーションです。 3Dモデルの高精度の印刷を生成できる速度は、生産が最終的に進む前に部品の多くの反復が生産される、動きの速いプロトタイピングプロセスに最適であることを意味します。 SLAは高レベルの精度を提供し、他の手法で頻繁に生成される目に見えるレイヤーはほとんどありません。

これを書いている時点では、SLAはまだ本番ライフサイクルへの道を見つけていません。その速度にもかかわらず、使用されるフォトポリマー材料は他の3D印刷技術と比較して非常に高価であるため、大規模な生産が費用効果の高い選択肢になる可能性は低いです。ただし、製造業者がSLA印刷を使用して、射出成形や砂型鋳造などの他の技術の鋳造またはパターンを生成することがますます一般的になっています。これらは複数回使用でき、従来の方法よりもはるかに高速に製造できます。また、お客様の正確な仕様に合わせて調整する必要のある1回限りの部品にも使用されることがあります。たとえば、SLA技術は、カスタムフィットの補聴器を印刷するためにうまく採用されています。

資料

ステレオリソグラフィーは、印刷中に望ましい方法で動作するフォトポリマー材料のみに依存しています。しかし、この明らかな制限にもかかわらず、印刷可能な材料の範囲は何年にもわたって大幅に拡大し、メーカーにかなりの量の選択肢を提供しています。樹脂はさまざまな色で入手でき、ABSなどの他の一般的な材料をシミュレートする機械的特性を備えています。レジンは、歯科部品などの特殊な用途にも使用できます。

一流のSLA印刷のためのいくつかの実用的なヒント

• サポート構造を検討してください。すべてのSLAパーツは、反りを防ぐために印刷中にサポート構造を必要とするため、これらを設計に含める必要があります。サポートされていない19度を超えるオーバーハングは避けてください。支持構造は、硬化後にクリップで留めたり、はがしたりすることができ、残った材料を研磨して滑らかな仕上がりにすることができます。
• 小さな穴や薄い壁は、特に硬化プロセス中に反る可能性が高いため、避けてください。
• インターロッキングパーツをプリントに組み込むことを計画している場合は、適切なクリアランスがあることを確認してください。経験則として、可動部品には0.5mmのクリアランスを使用し、互いに合わせる必要のある部品には0.1〜0.2mmのクリアランスを使用します。
• 材料費を削減する方法を検討してください。前述のように、SLAマテリアルは非常に高価であるため、使用するマテリアルの量を最小限に抑えるために、可能な場合はパーツをくり抜くことをお勧めします。これを行う場合は、硬化前に余分な樹脂を排出できるように穴を組み込んでください。これを行わないと、余分な材料が穴や亀裂の発生につながる可能性があります。
• より滑らかな仕上がりを実現するために、後処理段階でSLAプリントにウェットサンディングが適用されることがよくあります。これは仕上げにシミを引き起こす可能性がありますが、サンディング後の鉱油の層はこれを改善します。または、細かい部分がない単純な形状の場合は、さまざまなグレードのサンドペーパーを使用して、滑らかで透明な仕上がりを実現できます。
• 適切な仕上げを選択してください。 SLSと同様に、SLA印刷には、機能と外観の両方の選択肢を含む、さまざまな仕上げオプションがあります。たとえば、アクリル仕上げは、紫外線から部品を保護し、部品がより長く新品に見えるようにするためによく使用されます。

新しいテクノロジーが市場に参入したとしても、SLAはなくなる兆しを見せていません。アディティブマニュファクチャリングが進化し、材料科学が向上し、テクノロジーへの信頼が業界と一般の両方の間で高まるにつれて、新しいアプリケーションが明らかになり続けることを期待しています。