MSLA 3D プリンティングの探求:テクノロジー、メリット、およびアプリケーション
MSLA はマスク ステレオリソグラフィー装置の略で、LCD スクリーンと強力な LED 光源を組み合わせて感光性樹脂を選択的に硬化する SLA (ステレオリソグラフィー) 3D プリンティングの改良版です。連続する層が前の層の上で硬化すると、三次元のオブジェクトが形成されます。 LED アレイが光源として使用され、再構成可能なマスクとして機能する LCD スクリーンを通して投影されます。
この手法にはいくつかの利点があります。低コストで高品質のアイテムを大量に生産でき、ほとんどの 3D プリント方法よりも迅速かつ正確に生産できます。ただし、MSLA 3D プリンティングの欠点は、プリンター自体のコストが高いことです。このテクノロジーを利用できるのは、選ばれた少数の企業だけです。さらに、感光性樹脂は非常にデリケートな性質があり、慎重な取り扱いが必要なため、このタイプの 3D プリントは完全な暗闇で行う必要があります。 MSLA 3D プリンターの構造は、レジン タンク、デジタル マスク、ライト アレイ、およびビルド プラットフォームで構成されます。この記事では、MSLA 3D プリントとは何か、その動作方法、使用される素材についてさらに詳しく説明します。
マスク光造形装置 3D プリントとは何ですか?
マスク ステレオリソグラフィー装置 (MSLA) は、SLA 3D プリンティングの拡張形式です。大きな違いは光源にあります。 MSLA では、制御されたレーザー ビームを使用する代わりに、大型の紫外線 (UV) 光源を使用して、完成まで層ごとのアプローチで樹脂を硬化します。光源 (LED ライトのアレイ) は熱可塑性樹脂に直接焦点を合わせておらず、制御された方法で選択的に透明な LCD スクリーンによってマスクされることに注意することが重要です。詳細については、3D プリントに関するガイドを参照してください。
マスク光造形装置 3D プリントはどのように機能しますか?
MSLA 3D プリンティングは、フッ素化エチレンプロピレン (FEP) プラスチックの薄層で分離された LCD と LED アレイの上に感光性樹脂を配置することで機能します。 LCD の機能は、光がどこを通過して上の樹脂に影響を与えるかを制御することです。 LCD は個々のピクセルで構成されており、オフの場合は光を通過させ、オンの場合は光の通過を防ぎます。このピクセルの配置は、目的の各レイヤーの形状と一致します。光は LCD を通過し、ビルド プラットフォームと FEP シートの間の樹脂の一部が硬化します。次に、ビルド プラットフォームが持ち上げられて、次のレイヤーに配置されます。他の 3D プリント方法と同様に、部品が完成するまでプロセスは一度に 1 層ずつ続けられます。
MSLA 3D プリントの仕組みを示す図。
MSLA の長所と短所は何ですか?
以下の表 1 は、3D プリントにおける MSLA の長所と短所を示しています。
表 1:MSLA 3D プリントの長所と短所
長所
層がどれほど厚くても、MSLA プリンタの主な利点は、層全体を一度に硬化できることです。
短所
設備は高価です。結果として、光造形は多くの企業にとって実用的なプロトタイピング手法ではありません。
長所
最新の MSLA プリンタの大部分は、エッジに沿ってグレースケール ピクセルを表示できるモノクロ LCD を使用しています。これにより、アンチエイリアス機能が組み込まれており、印刷面が滑らかになります。 .
短所
MSLA の主な問題は樹脂の取り扱いです。制作は薄暗い場所で行ってください。これにより、樹脂の損傷や早期硬化が防止されます。
長所
MSLA プリンタでは可動部品はほとんど使用されていません。剥離圧力を軽減するために傾斜ベッドを組み込んだバージョンを除き、プリント ベッドは Z 軸内にのみ移動します。
短所
MSLA プリンタでは UV 硬化樹脂を使用する必要があるため、材料の選択肢が制限されます。これらの材料は、他のポリマーに見られる幅広い特性に匹敵することはできません。
長所
短所
ユーザーは、MSLA 印刷がいかに煩雑であるかについて不満を抱いています。未硬化の樹脂は危険であるため、ユーザーは新しく印刷したパーツを扱う際には保護手袋を着用する必要があります。さらに、換気は非常に重要であり、印刷物はアルコール溶液で洗浄する必要があります。完全に硬化させるには、洗浄後 5 ～ 15 分間強力な UV 光の下に置く必要があります。
MSLA 3D プリントで使用される素材は何ですか?
MSL 3D プリント プロセスでは、UV 光で硬化 (硬化) する独自のフォトポリマー樹脂を使用します。 3D 印刷用樹脂の大部分はアクリレート ベースまたはエポキシ ベースであり、デスクトップ プリンターでは後者の方が一般的です。ほとんどの樹脂は、次のカテゴリのいずれかに分類されます。
<オル>3D プリントに使用される樹脂の写真。
MSLA 3D プリンティングは医療業界でどのように使用されていますか?
MSLA 3D プリンティングは、生体工学組織のプロセスで使用されます。ここではさまざまな組成が重要であり、骨や歯のインプラント、人工血管支持体、臓器の足場を可能にします。
MSLA 3D プリントはジュエリー業界でどのように使用されていますか?
MSLA の優れた印刷解像度と、鋳造中にきれいに燃え尽きるワックス樹脂の入手可能性により、MSLA はジュエリー業界で人気があります。従来のロストワックス鋳造では、宝石商が硬いモデリングワックスを複雑な形状にカットする必要がありました。現在では、プリンターを使用してこれらの形状をより正確に作成できるようになりました。また、従来の技術では不可能だったデザインも、3Dプリンターなら簡単に実現できます。デザイナーは、事前に CAD ソフトウェアを使用してジュエリーを構築するだけです。
MSLA プリンタは、大量の詳細な部品を作成できますか?
はい、MSLA 3D プリンターは、プリンターが十分な大きさであれば、大きくて複雑なアイテムを作成できます。 Peopoly Phenom L 3D プリンターは、このような作業に最適なマシンです。これは、小ロット生産やプロトタイピングに役立つ、信頼性の高い大量生産プリンターです。膨大な印刷能力と素早い乾燥時間に加え、プロトタイプや部品を効率的かつ迅速に生産できます。このプリンタは大きな部品を印刷するように設計されていますが、小さな部品も製造できます。
MSLA と SLA の違いは何ですか?
SLA プリンタと MSLA プリンタは、樹脂の硬化プロセスが異なります。 MSLA では LCD マスクを使用して UV 光を照射して層を固化しますが、SLA では代わりに紫外線レーザーを使用して各層の形状をトレースします。通常、MSLA プロセスを使用すると印刷が速くなります。これは、硬化光の 1 回のフラッシュで層全体が一度に固化するためですが、これは SLA レーザーでは不可能です。これにより、MSLA は複数のモデルを同時に印刷する場合に特に役立ちます。
MSLA は、ビルドの端に至るまで品質を向上させながら、印刷速度を大幅に向上させることで SLA を進化させています。 Nexa3D の LSPc システムと Formlabs Form 4 による実装の成功を確認しました
グレッグ・ポールセン
アプリケーション エンジニアリング担当ディレクター
概要
この記事では、マスク光造形装置 (MSLA) について紹介し、それが何であるかを説明し、このプロセスがさまざまな業界でどのように使用されているかについて説明しました。 MSLA の詳細については、Xometry の担当者にお問い合わせください。
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ディーン・マクレメンツ
Dean McClements は機械工学の学士優等学位を取得しており、製造業界で 20 年以上の経験があります。彼の職業上の経歴には、Caterpillar、Autodesk、Collins Aerospace、Hyster-Yale などの大手企業で重要な役割を果たし、そこでエンジニアリング プロセスとイノベーションに対する深い理解を深めました。
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