光造形を理解する: 3D プリンティング技術の詳細

導入：
積層造形と高速プロトタイピングの分野は、画期的な技術のおかげで大きな変化を遂げました。3Dプリンティング技術として知られている光造形 (SLA)。Chuck Hull は、1980 年代に最も初期のタイプの 3D プリンティングである SLA を作成しました。私たちは、FCE, この記事では、光造形の手順と応用について詳しく説明します。

光造形の原理:
基本的に、ステレオリソグラフィーは、デジタル モデルからレイヤーごとに 3 次元オブジェクトを構築するプロセスです。一度に 1 層ずつ材料を追加する従来の製造技術 (フライス加工や彫刻など) とは対照的に、光リソグラフィーを含む 3D プリンティングでは、材料を層ごとに追加します。
ステレオリソグラフィーの 3 つの重要な概念は、制御されたスタッキング、樹脂硬化、光重合です。

光重合:
液体樹脂に光を当てて固体ポリマーに変えるプロセスは、光重合と呼ばれます。
光重合性モノマーおよびオリゴマーは光造形に使用される樹脂中に存在し、特定の光の波長にさらされると重合します。

樹脂硬化:
液体樹脂の入ったバットは 3D プリントの開始点として使用されます。バットの底にあるプラットフォームを樹脂に浸します。
デジタル モデルに基づいて、UV レーザー ビームが表面をスキャンしながら、液体樹脂を層ごとに選択的に固化させます。
重合手順は、樹脂を UV 光に注意深く曝露することで開始され、液体が固化してコーティングが形成されます。
制御されたレイヤリング:
各層が固化した後、ビルド プラットフォームを徐々に上昇させて、次の樹脂層を露出させて硬化させます。
このプロセスは、完全な 3D オブジェクトが作成されるまで、レイヤーごとに実行されます。
デジタルモデルの準備:
コンピュータ支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用して、デジタル 3D モデルを作成または取得して、3D プリント プロセスを開始します。

スライス:
デジタル モデルの各薄層は、完成したオブジェクトの断面を表します。3D プリンターはこれらのスライスを印刷するように指示されます。

印刷：
光造形を使用する 3D プリンターは、スライスされたモデルを受け取ります。
ビルドプラットフォームを液体樹脂に浸漬した後、スライスの指示に従って UV レーザーを使用して樹脂を層ごとに系統的に硬化させます。

後処理：
オブジェクトを 3 次元にプリントした後、液体樹脂から慎重に取り出します。
余分な樹脂の洗浄、オブジェクトのさらなる硬化、および特定の状況では、より滑らかな仕上げのためのサンディングや研磨はすべて後処理の例です。
光造形の応用:
光造形は、次のようなさまざまな業界で応用されています。

· プロトタイピング: SLA は、非常に詳細で正確なモデルを作成できるため、ラピッド プロトタイピングに広く使用されています。
· 製品開発: 製品開発では、設計の検証とテストのためのプロトタイプを作成するために使用されます。
· 医療モデル: 医療分野では、手術の計画と指導のための複雑な解剖学的モデルを作成するためにステレオリソグラフィーが使用されます。
· カスタム製造: このテクノロジーは、さまざまな業界向けにカスタマイズされた部品やコンポーネントを製造するために使用されます。

結論：
複雑な 3 次元オブジェクトの製造において精度、速度、多用途性を提供する最新の 3D プリンティング技術は、ステレオリソグラフィーによって可能になりました。光造形は今でも積層造形の重要な要素であり、技術の進歩に伴って幅広い産業の革新に貢献しています。