Руководство по SLA 3D-печати (технология стереолитография)

Стереолитография (SLA) — это самый распространенный процесс 3D-печати фотополимерами, который стал чрезвычайно популярным благодаря своей способности производить высокоточные, изотропные и герметичные прототипы и детали для конечного использования. SLA 3D-принтеры производят детали с широким спектром эксплуатационных свойств, превосходной чистотой поверхности и мелкими детализацией.

В этом подробном руководстве вы узнаете, как работают SLA 3D-принтеры, почему тысячи профессионалов используют эту технологию сегодня и как SLA-принтеры могут принести пользу вашей работе.

 

Что такое стереолитографическая (SLA) 3D-печать?

Стереолитография, также известная как ванная фотополимеризация или печать фотополимерами, — это аддитивный производственный процесс, при котором источник света отверждает жидкую смолу, превращая ее в твердый пластик.

SLA 3D-печать предлагает самую высокую скорость, наивысшее разрешение и точность, самую четкую детализацию и самую гладкую поверхность среди всех технологий 3D-печати. Еще одно ключевое преимущество печати фотополимерами — это широкий спектр доступных материалов. Производители материалов создали инновационные составы SLA смол с широким диапазоном оптических, механических и термических свойств, соответствующих стандартным, инженерным и промышленным термопластам.

Достижения в области аппаратного и программного обеспечения для 3D-печати, а также в материаловедении сделали технологию SLA более доступной, позволив компаниям изменить подход к прототипированию, тестированию и производству.

Детали, напечатанные на SLA, используются во всех отраслях промышленности в качестве продуктов конечного использования, промышленных запасных частей, производственных вспомогательных средств, оснастки и многого другого. Их гладкая поверхность и жесткие допуски делают их идеальными для использования в многокомпонентных сборках, потребительских продуктах или деталях для окончательной проверки конструкции.

Появление доступных рабочих процессов позволило компаниям любого размера внедрить высококачественную 3D-печать в своих стенах. Использование этой технологии помогло сотням тысяч профессионалов снизить операционные расходы, повысить эффективность и открыть совершенно новые бизнес-модели.

 

Как работает SLA 3D-печать?

SLA 3D-печать использует источник света для отверждения жидкой смолы в трехмерные объекты, воздействуя на ванну или резервуар со смолой, который затвердевает. В традиционных SLA-принтерах с верхним подводом света источник света располагался над ванной с жидкой смолой. В инвертированной стереолитографии, впервые представленной в 2011 году соучредителями Formlabs Максом Лобовским, Дэвидом Кранором и Натаном Линдером, источник света располагается под ванной со смолой; сечение формируется на самом нижнем слое смолы, который пополняется по мере подъема платформы, позволяя жидкой смоле стекать под ранее отвержденный слой.

К изобретению инвертированной стереолитографии привело несколько важных инноваций, включая резервуар со смолой с прозрачным (и в конечном итоге гибким) дном. Эта новая конструкция резервуара позволила создавать более крупные инвертированные SLA-принтеры, поскольку силы отрыва были снижены благодаря гибкой поверхности.

SLA-принтеры используют свет для отверждения светочувствительных термореактивных материалов, называемых «смолой». Когда SLA-смолы подвергаются воздействию света определенных длин волн, короткие молекулярные цепи соединяются вместе, полимеризуя мономеры и олигомеры в затвердевшие жесткие или гибкие геометрии.

За последнее десятилетие было разработано несколько новых типов процессов 3D-печати фотополимерами, которые в основном различаются по типу используемого источника света. К ним относятся: стереолитография на лазере (SLA), цифровая обработка света (DLP) или маскированная стереолитография (MSLA, также часто используемая как взаимозаменяемая с LCD 3D-печатью).

Графическое представление печатного механизма Low Force Display™ (LFD) от Formlabs — усовершенствованной формы MSLA 3D-печати.

Независимо от направления источника света или его типа, рабочий процесс SLA 3D-печати прост. После завершения печати детали необходима промывка в спирте или эфире для удаления излишков жидкой смолы с поверхности детали. Затем, в зависимости от материала, может потребоваться этап пост-отверждения для завершения полимеризации детали, помогая ей достичь оптимальных механических свойств. Дальнейшие методы постобработки, такие как окрашивание, покрытие или гальванизация, могут использоваться для конкретных применений или эстетики.

Краткая история стереолитографии

Процесс SLA 3D-печати впервые появился в начале 1980-х годов, когда японский исследователь доктор Хидео Кодама изобрел современный послойный подход к стереолитографии, используя ультрафиолетовый свет для отверждения фоточувствительных полимеров. Термин «стереолитография» был придуман Чарльзом (Чаком) У. Халлом, который запатентовал технологию в 1986 году и основал компанию 3D Systems для ее коммерциализации. Халл описал метод как создание 3D-объектов путем последовательного «печатания» тонких слоев материала, отверждаемого ультрафиолетовым светом. Эти первые SLA-принтеры были большими промышленными системами, часто стоимостью более 100 000 долларов, требующими сложной инфраструктуры и обслуживания.

Однако SLA 3D-печать не была первой технологией 3D-печати, получившей широкую популярность. Когда в конце 2000-х годов начали истекать патенты на различные типы технологий 3D-печати, появление малоформатных принтеров с модельным наплавлением (FDM) расширило доступ к аддитивному производству. В то время как эта доступная экструзионная технология вызвала первую волну широкого внедрения и осведомленности о 3D-печати, FDM-принтеры не удовлетворяли весь спектр профессиональных потребностей.

Настольные SLA-принтеры меняют рынок

Малоформатные настольные SLA-принтеры принесли promise высокоточной 3D-печати — ранее ограниченной монолитными промышленными системами — тем, кто искал гораздо меньшую и более доступную установку. Form 1, первое доступное решение на основе инвертированной стереолитографии, сделало возможным использование этой передовой технологии клиентами любого происхождения и с любым бюджетом.

Прототипы Form 1, первого настольного SLA 3D-принтера.

Formlabs выпустила Form 2 в 2015 году, и с последующим выпуском более широкого спектра материалов SLA 3D-печать стала гораздо более доступной для профессионалов в различных средах. В 2019 году Formlabs представила Low Force Stereolithography™ (LFS) с SLA-принтерами Form 3 и Form 3L, которые используют резервуары с гибким дном для значительного снижения сил, действующих на детали при отрыве отвержденной детали от дна резервуара.

Эти возможности расширили доступ к 3D-печати для различных пользовательских и высокоточных применений в различных дисциплинах, включая машиностроение, дизайн продукции и производство, а также стоматологию, ювелирное дело и другие отрасли.

По мере роста областей применения технология становилась более популярной и широко принимаемой. На сегодняшний день стереолитография является одним из трех самых устоявшихся процессов пластиковой 3D-печати, двумя другими являются моделирование методом наплавления (FDM) и селективное лазерное спекание (SLS). Последовательные итерации сделали серию Form ведущими в мире профессиональными 3D-принтерами для печати фотополимерами: по состоянию на 2024 год продано 140 000 единиц и напечатано более 400 миллионов деталей.

Новая глава: Печатный двигатель LFD

В 2024 году Formlabs сделала мощную и доступную печать фотополимерами еще на шаг вперед, выпустив настольные Form 4 и его биосовместимую версию Form 4B, а также крупноформатные принтеры Form 4L и Form 4BL. Новейшие итерации 3D-принтеров для печати фотополимерами серии Form от Formlabs работают на усовершенствованном MSLA-двигателе под названием Low Force Display™ (LFD).

Доступность и доступность по цене мощных настольных и настольных моделей сделали возможными новые режимы производства. Компании могут масштабировать объем выпуска 3D-печати постепенно, перенести свою цепочку поставок внутрь компании и повысить гибкость и адаптивность перед лицом неопределенных рыночных условий. Добавляя новые материалы, компании могут открывать новые приложения.

В основе печатного двигателя LFD лежит блок подсветки (Backlight Unit). Сверхмощный источник света использует светодиоды и коллимирующие линзы для создания равномерной проекции света по площади. Свет проходит через массив линз, становясь более коллимированным (параллельным) и равномерным, устраняя темные или яркие пятна.

Отсюда свет проходит через блок обработки света (Light Processing Unit — LPU) 4, где фильтры и маски формируют свет в форму печатаемого слоя. Как только свет достигает жидкой смолы внутри резервуара, вся площадь превращается в твердый слой. Платформа построения (Build Platform) затем поднимается из смолы, и прецизионная Z-ось отрывает слой от дна резервуара со смолой.

В прошлом силы отрыва были серьезным препятствием для печати фотополимерами, заставляя пользователей жертвовать либо качеством детали, надежностью, либо скоростью печати при выборе принтера. В Form 4 и Form 4L силы отрыва минимизированы за счет переработанного резервуара с гибкой пленкой (Flexible Film Resin Tank) и новой текстуры высвобождения (Release Texture) — запатентованной микротекстурированной оптической пленки, которая обеспечивает поток воздуха, предотвращая прилипание резервуара со смолой к LPU.

Рабочий процесс SLA 3D-печати

1. Проектирование

Используйте любое программное обеспечение САПР или данные 3D-сканирования для проектирования вашей модели и экспортируйте ее в формате файла для 3D-печати (STL или OBJ). Затем импортируйте цифровой проект в программное обеспечение для подготовки к печати, чтобы указать настройки печати и нарезать цифровую модель на слои для печати. Программное обеспечение для подготовки к печати Formlabs, PreForm, можно скачать бесплатно, оно может автоматически создавать поддержки и ориентации для печати.

Более опытные пользователи могут рассмотреть возможность специального проектирования для SLA или принятия таких мер, как создание полых деталей для экономии материала.

2. Печать

Программное обеспечение для подготовки к печати отправит деталь на принтер, обычно через беспроводное интернет-соединение, USB или Ethernet.

Инвертированные SLA-принтеры используют съемные резервуары и платформы построения, что упрощает смену материалов и запуск новой печати. Более продвинутые SLA-принтеры, такие как принтеры серии Form от Formlabs, также используют систему картриджей, которая автоматически пополняет материал во время печати. Это означает, что после быстрого подтверждения правильности настройки процесс печати начинается, и машина может работать без присмотра до завершения печати.

Для SLA-принтеров Formlabs онлайн-панель управления (Dashboard) также позволяет удаленно управлять принтерами, материалами и командами.

3. Пост-обработка

Для удаления деталей с платформы построения разные SLA-принтеры имеют различные методы; большинство из них ручные и требуют соскабливания деталей. Build Platform Flex и Build Platform Flex L от Formlabs обеспечивают быстрое и легкое удаление деталей с платформы построения, сокращая ручной труд и улучшая качество ваших деталей, избегая сколов или царапин.

После извлечения деталей с платформы построения детали требуют ополаскивания в изопропиловом спирте (IPA) или эфире для удаления любой неотвержденной смолы с их поверхности. Form Wash и крупноформатный Form Wash L от Formlabs были разработаны для оптимизации процесса мойки, легко удаляя излишки смолы и сокращая общее время постобработки.

После высыхания промытых деталей некоторые материалы требуют пост-отверждения — процесса, который помогает улучшить прочность и производительность деталей и достичь их оптимальных механических свойств. Form Cure и крупноформатный Form Cure L от Formlabs точно контролируют температуру и свет, обеспечивая стабильное высокоинтенсивное отверждение.

Form Wash (слева) автоматически и тщательно очищает детали, напечатанные на смоле, благодаря улучшенному перемешиванию. Form Cure (справа) может проводить пост-отверждение деталей, напечатанных на смоле, с беспрецедентной скоростью и стабильностью всего за 60 секунд.

Наконец, удалите поддержки с деталей и отшлифуйте оставшиеся следы поддержек для чистой отделки. Детали SLA можно легко обрабатывать, грунтовать, красить и собирать для конкретных применений или отделки.

Некоторые детали также могут выиграть от дальнейших шагов, таких как шлифовка, покрытие, гальванизация или абразивоструйная обработка. Эти передовые методы постобработки деталей, напечатанных на смоле, могут достигать широкого спектра результатов, например, делать детали более подходящими для наружного применения за счет защиты от ультрафиолета или увеличивать механическую прочность детали за счет гальванического покрытия металлом или керамическим покрытием, таким как Cerakote.

Покрытия, такие как Cerakote, могут усиливать детали, напечатанные на SLA, делая их прочнее, долговечнее и эстетически приятнее.

Почему выбирают SLA 3D-печать?

Профессионалы выбирают SLA 3D-печать за ее способность быстро производить детали с мелкими деталями, гладкой поверхностью, отличной точностью, высокой точностью, превосходными механическими характеристиками, изотропностью, герметичностью и универсальностью материалов.

Скорость и пропускная способность

Сравнение скорости печати

3D-печать FDM	3D-печать SLA	3D-печать SLS
1 сборка (2 детали): 2 ч 38 мин	1 ч 3 мин	3 ч 30 мин печати (6 ч 27 мин охлаждения)
50 сборок (100 деталей): 84 ч	13 ч 2 мин	12 ч 59 мин печати (13 ч 49 мин охлаждения)

Сравниваемые принтеры и параметры печати:

• FDM 3D-принтер: Bambu Lab X1, PLA Basic, высота слоя 120 микрон, плотность заполнения 15%

• SLA 3D-принтер: Form 4, Серая смола, высота слоя 100 микрон

• SLS 3D-принтер: Fuse 1+ 30W, Nylon 12 Powder, высота слоя 110 микрон

Поскольку все больше компаний обращаются к 3D-печати для производства, а также для быстрой итерации, скорость 3D-печати становится более важным фактором при выборе технологии. Хотя достижения в скорости 3D-печати были сделаны во всех технологиях, SLA 3D-печать утвердилась в качестве явного лидера по самому быстрому процессу 3D-печати.

Некоторые процессы печати фотополимерами быстрее других; лазерная SLA, как правило, отверждает каждый слой медленнее, чем технологии DLP или MSLA (LCD), которые могут отверждать все сечение одним быстрым воздействием источника света.

Formlabs уделила приоритетное внимание лидирующей в отрасли скорости печати; Form 4 и Form 4L были разработаны для создания деталей со скоростью до 100 мм в час с использованием специально разработанных материалов, таких как Fast Model Resin. Большинство сборок на Form 4 завершаются менее чем за два часа с использованием любого материала, что позволяет выполнять несколько итераций дизайна в день.

Крупноформатная SLA 3D-печать позволяет осуществлять дизайн и проектирование в человеческом масштабе, и теперь с Form 4L это означает, что больше не нужно идти на компромисс в скорости. Большинство сборок на Form 4L завершаются менее чем за шесть часов. Даже сборки на полную высоту принтера или производственные циклы с большим объемом с несколькими деталями, покрывающими всю платформу построения, могут быть напечатаны менее чем за день, что делает возможным итерации крупных деталей в тот же день или производство в больших объемах.

Сравнение скорости печати: Прототип сиденья Radio Flyer

3D-печать FDM	3D-печать SLA
Время печати: 42 ч 3 мин	Время печати: 2 ч 37 мин

Сравниваемые принтеры и параметры печати:

• FDM 3D-принтер: Ultimaker S7, PLA, высота слоя 100 микрон, плотность заполнения 20%

• SLA 3D-принтер: Form 4, Fast Model Resin, высота слоя 200 микрон

Когда эта скорость накапливается изо дня в день и из недели в неделю, преимущества пропускной способности становятся extraordinary. Form 4 и Form 4L теперь могут соответствовать скорости таких высокопроизводительных технологий, как литье под давлением. Печать полных камер построения в течение нескольких часов несколько раз в день может сравниться с производительностью машины для литья под давлением среднего объема без высоких первоначальных затрат на оснастку.

Универсальность материалов

Детали, напечатанные на SLA
SLA предлагает самый широкий спектр вариантов материалов для пластиковой 3D-печати.

SLA-смолы невероятно универсальны, и доступны сотни различных составов. Они могут быть мягкими или твердыми, сильно наполненными вторичными материалами, такими как стекло и керамика, или обладать механическими свойствами, такими как высокая температура тепловой деформации или ударопрочность. Материалы варьируются от отраслевых, например, для зубных протезов, до тех, которые closely match окончательные материалы для прототипирования, разработанные для прохождения интенсивных испытаний и работы под нагрузкой.

Многие производители SLA-принтеров также разрабатывают и производят собственные смолы для использования в закрытой системе, хотя некоторые предлагают открытую платформу для использования любой смолы, а другие продают смолы других компаний под своей торговой маркой.

Поскольку эти смолы разработаны специально для SLA-принтеров, они не полностью аналогичны знакомым термопластам, таким как нейлон или ABS, используемым в традиционных методах производства пластмасс, таких как литье под давлением. Хотя изучение того, какая смола лучше всего подходит для конкретного применения, может потребовать тестирования и изучения технических данных и руководств по применению, для SLA-смолы найдется почти каждое возможное применение — огромное разнообразие доступных механических и эстетических свойств позволяет легко создать оптимизированный и эффективный рабочий процесс.

Точность и прецизионность

Формы для выдувного формования (SBM), напечатанные на 3D-принтере из Rigid 10K Resin, имеют настолько гладкую поверхность и высокую dimensional accuracy, что могут создавать бутылки, почти неотличимые от изготовленных традиционными стальными формами.

Точность и прецизионность имеют первостепенное значение для всех отраслей — от производства до стоматологии, и SLA-печать является одним из самых точных решений для 3D-печати, доступных в настоящее время на рынке.

Точность (Accuracy) относится к тому, насколько близко вы соответствуете размерам CAD-модели, а прецизионность (Precision) определяется как возможность повторного воспроизведения одного и того же размера. По сравнению с точностью механической обработки, профессиональные SLA-принтеры находятся где-то между стандартной и чистовой обработкой. Однако точность варьируется у разных производителей 3D-принтеров для печати фотополимерами и может зависеть от типа источника света, используемого для отверждения смолы, качества компонентов и инженерных решений и калибровки, которые заставляют эти компоненты работать вместе. Точность также зависит от материала — жесткие материалы более точны и с ними легче печатать, чем с гибкими материалами.

Например, Form 4/B и Form 4L/4BL могут печатать Precision Model Resin — высокоточным материалом для создания моделей для реставрации — с >99% printed surface area в пределах 100 мкм от цифровой модели. Для более крупных моделей (особенности 81-150 мм) допуск по размерам XY обычно составляет ±0,3% (нижний предел: ±0,15 мм) при использовании Grey Resin.

Нагретая и закрытая среда построения SLA-принтеров Formlabs обеспечивает почти идентичные условия для каждой печати. Лучшая точность также является функцией более низкой температуры печати по сравнению с технологиями на основе термопластов, которые плавят исходный материал. Поскольку стереолитография использует свет вместо тепла, процесс печати происходит при температуре, близкой к комнатной, и напечатанные детали не страдают от артефактов термического расширения и сжатия.

Печатный двигатель LFD Form 4 и Form 4L, особенно жидкокристаллический дисплей высокого разрешения и коллимирующие линзы, входящие в состав LPU 4, создают сверхточные сечения каждой детали. Низкие силы отрыва, возможные благодаря текстуре высвобождения и резервуару с гибкой пленкой, делают точность повторяемой, что приводит к высокоточным деталям.

Мелкие детали и гладкая поверхность

3D-принтеры для печати фотополимерами создают детали с гладкой поверхностью, что означает практически отсутствие видимых линий слоев даже на сложных элементах, таких как изогнутые края.

SLA 3D-принтеры считаются золотым стандартом для создания деталей с гладкой поверхностью и мелкими деталями. Детали, напечатанные на смоле, могут легко иметь внешний вид, сравнимый с традиционными методами производства, такими как литье под давлением, практически без постобработки. И наоборот, детали, напечатанные на FDM, часто имеют видимые линии слоев, а детали, напечатанные на SLS, часто имеют зернистую, слегка шероховатую текстуру поверхности.

Качество поверхности деталей, напечатанных на SLA, способствует созданию продуктов конечного использования, которые выглядят и ощущаются как серийные потребительские товары. Это также делает возможными вторичные процессы, такие как быстрое изготовление оснастки.

SLA 3D-принтеры также могут достигать более тонких деталей и меньших минимальных размеров элементов, чем FDM 3D-принтеры, и сравнимы с SLS 3D-принтерами. Свет в 3D-принтерах для печати фотополимерами можно контролировать в гораздо более точных формах, чем экструдер filament, и, следовательно, создавать более мелкие элементы или более тонкие стенки. И, поскольку источники света SLA могут быть менее мощными, чем лазеры, необходимые для плавления порошка в SLS 3D-принтерах, они могут отверждаться с большей точностью, что приводит к созданию более мелких деталей.

В то время как детали, напечатанные на FDM, как правило, имеют видимые линии слоев и могут показывать неточности вокруг сложных элементов, детали, напечатанные на машинах SLA, имеют острые края, гладкую поверхность и минимально видимые линии слоев.

Изотропия

Поскольку 3D-печать создает детали слой за слоем, готовые отпечатки могут иметь вариации прочности в зависимости от ориентации детали относительно процесса печати, с различными свойствами по осям X, Y и Z.

Экструзионные процессы 3D-печати, такие как моделирование методом наплавления (FDM), известны своей анизотропией из-за различий между слоями, создаваемых процессом печати. Эта анизотропия ограничивает полезность FDM для определенных применений или требует больше корректировок на стороне геометрии детали, чтобы компенсировать это.

Напротив, SLA 3D-принтеры для печати фотополимерами создают высокоизотропные детали. Достижение изотропии детали основано на ряде факторов, которые можно строго контролировать путем интеграции химии материала с процессом печати. Во время печати компоненты смолы образуют ковалентные связи, но от слоя к слою деталь остается в частично прореагировавшем «зеленом состоянии».

Пока деталь находится в зеленом состоянии, смола сохраняет полимеризуемые группы, которые могут образовывать связи между слоями, придавая детали изотропию и герметичность после окончательного отверждения. На молекулярном уровне нет разницы между плоскостями X, Y или Z. Это приводит к деталям с предсказуемыми механическими характеристиками, что критически важно для таких применений, как оснастка и приспособления, детали конечного использования и функциональное прототипирование.

Сравнить изотропию между технологиями

Герметичность

Объекты, напечатанные на SLA, являются сплошными, будь то геометрии с твердыми элементами или внутренними каналами. Эта герметичность важна для инженерных и производственных применений, где поток воздуха или жидкости должен контролироваться и быть предсказуемым. Инженеры и дизайнеры используют герметичность SLA-принтеров для решения задач потока воздуха и жидкости для автомобильного применения, биомедицинских исследований и для проверки конструкций деталей для потребительских товаров, таких как кухонные приборы.

OXO полагается на герметичность SLA 3D-печати для создания надежных функциональных прототипов для продуктов с потоком воздуха или жидкости, таких как эта кофеварка.

Пользовательские или малосерийные герметичные и газонепроницаемые детали также пользуются спросом в нескольких отраслях, таких как морские исследования, подводная робототехника, инженерия в области устойчивых технологий, нефтегазовая промышленность и оборона. Хотя некоторые технологии 3D-печати представляют собой идеальное решение для этих деталей, распространенным восприятием аддитивно произведенных деталей является то, что они пористые и не могут быть использованы в условиях давления.

В последние годы, однако, это предположение было полностью опровергнуто. SLA-принтеры могут создавать герметичные корпуса и полностью водонепроницаемые детали. Такие учреждения, как Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) и Университет Род-Айленда, добились невероятных успехов в морских исследованиях, внедрив недорогое, высококачественное испытательное и исследовательское оборудование, напечатанное на SLA.

3D-печать делает возможным опробование новых и сложных форм для испытательного и пробоотборного оборудования, такого как этот инструмент с компонентами, напечатанными из прозрачной смолы.

Гибкий характер 3D-печати по запросу делает пользовательские кондукторы и приспособления для исследований в море возможными и рентабельными.

Применения SLA 3D-печати

Детали, напечатанные на смоле, ускоряют инновации и поддерживают бизнес в самых разных отраслях и применениях. Передовые материалы, невероятная точность размеров и доступные рабочие процессы делают возможными детали на каждом этапе, от прототипирования до производства. По мере снижения затрат и того, что технология стала более доступной и масштабируемой, применения для конечного использования и массовая кастомизация становятся нормой, а не исключением.

Инжиниринг и дизайн продукции

Быстрое прототипирование с помощью 3D-печати позволяет инженерам и дизайнерам продукции превращать идеи в реалистичные proof-of-concept, продвигать эти концепции до высокоточных прототипов, которые выглядят и работают как конечные продукты, и направлять продукты через серию этапов валидации к массовому производству.

Применения:

• Концепт-модели

• Функциональное прототипирование

• Валидационное тестирование
  Узнать больше

Производство

Производители автоматизируют производственные процессы и оптимизируют рабочие процессы, прототипируя оснастку и непосредственно печатая на 3D-принтере пользовательские инструменты, формы и производственные вспомогательные средства с гораздо меньшими затратами и временем выполнения заказа, чем при традиционном производстве. Это снижает производственные затраты и дефекты, повышает качество, ускоряет сборку и максимизирует эффективность труда.

Применения:

• Производственные вспомогательные средства (кондукторы и приспособления)

• Быстрое изготовление оснастки (литье под давлением, термоформование, силиконовое литье, выдувное формование)

• Литье металлов

• Малосерийное производство

• Массовая кастомизация
  Узнать больше

Автомобильная промышленность

Автомобильные дизайнеры, производители и инженеры используют SLA 3D-печать для различных деталей на протяжении всего процесса. От концепт-моделей до запчастей, SLA 3D-печать повсюду и затрагивает разработку или производство каждого автомобиля на дороге.

• Быстрое прототипирование (концепт-модели, функциональное прототипирование, валидационное тестирование)

• Быстрое изготовление оснастки

• Производственные вспомогательные средства

• Детали конечного использования, запасные части и пользовательские детали
  Узнать больше

Аэрокосмическая отрасль

Детали, напечатанные на SLA, отправлялись в космос для испытаний на Международной космической станции, использовались в производстве для коммерческих авиалиний и используются по всему миру для тестирования, прототипирования и производства как в частной, так и в федеральной аэрокосмической отрасли. От приспособлений, которые помогают строить лазеры для космических миссий, до керамики, которая используется в испытаниях для применения в реактивном топливе, детали SLA помогают нам достичь последнего рубежа.

• Быстрое прототипирование (испытания в аэродинамической трубе)

• Быстрое изготовление оснастки

• Производственные вспомогательные средства

• Детали конечного использования, замены и пользовательские детали
  Узнать больше

Стоматология

Цифровая стоматология снижает риски и неопределенности, вносимые человеческим фактором, обеспечивая более высокую последовательность, точность и прецизионность на каждом этапе рабочего процесса для улучшения ухода за пациентом. 3D-принтеры могут производить ряд высококачественных пользовательских продуктов и аппаратов по низкой себестоимости с превосходной посадкой и повторяемыми результатами.

Применения:

• Модели для коронок и мостов

• Модели для элайнеров и ретейнеров Хоули

• Хирургические шаблоны

• Шины и окклюзионные каппы

• Модели для литья и прессования

• Зубные протезы
  Узнать больше

Медицина

Доступная, профессиональная настольная 3D-печать помогает врачам обеспечивать лечение и устройства с высокой степенью индивидуальной настройки, чтобы лучше обслуживать каждого уникального человека, открывая двери для важных медицинских применений, экономя при этом значительное время и затраты организаций.

Применения:

• Анатомические модели для хирургического планирования

• Медицинские устройства и хирургические инструменты

• Ортезы и протезы
  Узнать больше

Образование

3D-принтеры для печати фотополимерами являются многофункциональными инструментами для immersive обучения и передовых исследований. Они могут поощрять творчество и знакомить студентов с технологиями профессионального уровня, поддерживая STEAM учебные программы в области науки, техники, искусства и дизайна.

Применения:

• Исследования и разработки

• Фаблабы и мейкерспейсы

• Инструменты обучения по различным дисциплинам
  Узнать больше

Индустрия развлечений

Высококачественные физические модели широко используются в скульптуре, моделировании персонажей и создании реквизита. Детали, напечатанные на 3D-принтере, снимались в покадровых фильмах, видеоиграх, эксклюзивных костюмах и даже в спецэффектах для блокбастеров.

Применения:

• Гиперреалистичные скульптуры

• Модели персонажей

• Изготовление реквизита
  Узнать больше

Ювелирное дело

Ювелирные профессионалы используют CAD и 3D-печать для быстрого прототипирования дизайнов, подгонки под клиентов и производства больших партий готовых к литью изделий. Цифровые инструменты позволяют создавать последовательные, четко детализированные изделия без утомительности и изменчивости ручной резки воска.

Применения:

• Литье по выплавляемым моделям

• Пользовательские высокоточные прототипы

• Мастер-модели для резиновой формовки
  Узнать больше

Аудиология

Специалисты по слуху и лаборатории по изготовлению ушных вкладышей используют цифровые рабочие процессы и 3D-печать для производства более качественных индивидуальных ушных продуктов более последовательно и в больших объемах для таких применений, как заушные слуховые аппараты, защита от шума и индивидуальные беруши и наушники.

Применения:

• Слуховые аппараты

• Защита от шума

• Потребительская аудиотехника
  Узнать больше

Материалы для SLA 3D-печати

Материалы для SLA 3D-печати - очень разнообразны, предлагая составы смол с широким спектром оптических, механических и термических свойств, соответствующих стандартным, инженерным и промышленным термопластам. Существуют смолы, разработанные специально для производственных задач, таких как электростатистический разряд или огнестойкость, и смолы, имитирующие механические свойства знакомых в отрасли пластиков. В зависимости от состава и химии некоторые смолы также могут быть использованы для производства чистых силиконовых, полиуретановых или керамических деталей. 3D-печать фотополимерами также предлагает самый широкий спектр биосовместимых материалов, открывая двери для продуктов конечного использования, медицинского оборудования, 3D-печати в point of care и инноваций в медицинских процедурах.

Конкретная доступность материалов сильно зависит от производителя и принтера. Formlabs предлагает самую полную библиотеку смол с более чем 40 уникально разработанными смолами.

Способность 3D-печати создавать рентабельные детали со сложной геометрией делает инновации возможными, и, при наличии подходящего материала, эти инновационные идеи могут быть протестированы, проверены и воплощены в жизнь. Материалы Formlabs позволяют использовать такие приложения, как массовая кастомизация потребительских товаров, хирургические инструменты, зубные имплантаты и аппараты, производственные вспомогательные средства, быстрое изготовление оснастки и многое другое. 3D-принтеры для печати фотополимерами Formlabs делают доступ к этим мощным рабочим процессам возможным.

Универсальные смолы (General Purpose Resins)

Clear Resin создает прозрачные и бесцветные детали, которые можно отполировать до почти оптической прозрачности. Для двухкомпонентных форм эта прозрачность позволяет легко наблюдать и устранять неполадки в процессе формования по мере его прохождения внутри детали.

Универсальные смолы Formlabs разработаны для скорости и последовательности для создания деталей в различных областях применения и отраслях. От матовых деталей в оттенках серого для прототипов для проверки дизайна до прозрачных деталей, напечатанных из Clear Resin для прозрачных моделей и форм, универсальные смолы — это рабочие лошадки SLA 3D-печати. Новейшие универсальные смолы Formlabs, разработанные для Form 4, позволяют достичь новых высот в скорости, механических свойствах и разрешении — Fast Model Resin может печатать со скоростью 100 мм в час, а Grey Resin имеет на 30% более высокую ударную вязкость.

Материал	Описание	Применения
Fast Model Resin	Скорость печати до 100 мм/ч	Концепт-модели, Быстрое прототипирование
Clear Resin	Полируется до почти оптической прозрачности	Детали, требующие оптической прозрачности, Быстрое прототипирование, Прозрачные формы, Миллифлюидика
Greyscale Resins (Серая, Черная, Белая)	Гладкая, матовая поверхность, Высокое разрешение	Концепт-модели, Быстрое прототипирование, Кондукторы и приспособления, Маскировочные инструменты
Color Resin	Пользовательские цвета, Яркие, красочные детали	Быстрое прототипирование с соответствующим цветом, материалом и отделкой (CMF), Цветовое кодирование кондукторов и приспособлений, Пользовательские детали конечного использования

Исследовать универсальные смолы

Инженерные и производственные смолы (Engineering and Manufacturing Resins)

Rigid 10K Resin — это материал с высоким содержанием стекла для промышленных деталей, которые должны выдерживать значительную нагрузку без изгиба, включая такие применения, как литье под давлением.

Инженерные смолы Formlabs были разработаны для удовлетворения конкретных потребностей в инженерных и производственных рабочих процессах и позволяют использовать новые приложения, оптимизировать операции и упрощать полевые испытания. Эти материалы разработаны так, чтобы соответствовать или превосходить возможности знакомых в отрасли материалов, таких как ABS, силикон или PEEK. От чрезвычайно жестких, твердых материалов до прочных материалов, которые могут выдерживать удары, до мягких и гибких материалов, которые могут выдерживать изгиб и сжатие в repeated cycles. Уникальные специальные материалы включают ESD-безопасные или огнестойкие смолы, а также технические материалы, которые ранее были недоступны в настольной 3D-печати, такие как настоящая керамика и силиконовая 3D-печать.

Огнестойкая смола Formlabs — это специальный материал, сертифицированный по UL 94 Blue Card, для создания самозатухающих и не содержащих галогенов деталей.

Силиконовая смола 40A — это настоящий силикон с механическими свойствами, знакомыми инженерам и дизайнерам продукции.

Материал	Описание	Применения
Tough and Durable Resins	Прочные, надежные, функциональные и динамичные материалы. Могут выдерживать сжатие, растяжение, изгиб и удары без разрушения. Различные материалы со свойствами, подобными ABS, PP или PE.	Корпуса и кожухи, Кондукторы и приспособления, Соединители, Прототипы, подверженные износу
Rigid Resins	Сильнонаполненные, прочные и жесткие материалы, устойчивые к изгибу. Термо- и химически стойкие. Размерно стабильные под нагрузкой. Имитируют жесткость PEEK или стекло- и волокнонаполненных термопластов.	Кондукторы, оснастка и инструменты, Турбины и лопасти вентиляторов, Компоненты для жидкостей и воздушных потоков, Электрические корпуса и автомобильные кожухи
Flexible and Elastic Resins	Гибкость резины, TPU или силикона. Могут выдерживать изгиб, сжатие и растяжение. Выдерживают repeated cycles без разрыва.	Прототипирование потребительских товаров, Подвижные элементы для робототехники, Медицинские устройства и анатомические модели, Реквизит и модели для спецэффектов
Silicone 40A Resin	Первый доступный 100% силиконовый материал для 3D-печати. Превосходные свойства литого силикона.	Функциональные прототипы, Валидационные единицы и малые партии силиконовых деталей, Пользовательские медицинские устройства, Гибкие приспособления, маскировочные инструменты и мягкие формы для литья уретана или смолы
High Temp Resin	Высокая термостойкость, Высокая точность	Потоки горячего воздуха, газа и жидкости, Термостойкие крепления, кожухи и приспособления, Формы и вставки
Flame Retardant (FR) Resin	Огнестойкий, термостойкий, жесткий и устойчивый к ползучести материал для внутренних и промышленных сред с высокими температурами или источниками воспламенения.	Внутренние аэрокосмические и автомобильные детали, Защитные и внутренние компоненты потребительской продукции или медицинской электроники, Пользовательские кондукторы, приспособления и запасные части
ESD Resin	ESD-безопасный материал для улучшения рабочих процессов производства электроники.	Оснастка и приспособления для производства электроники, Антистатические прототипы и компоненты конечного использования, Пользовательские лотки для обработки и хранения компонентов
Polyurethane Resins	Отличная долговременная долговечность. Устойчивость к УФ-излучению, температуре и влажности. Огнестойкость, стерилизуемость, химическая и абразивная стойкость.	Высокопроизводительные автомобильные, аэрокосмические и машиностроительные компоненты, Прочные и надежные детали конечного использования, Жесткие, долговечные функциональные прототипы
Alumina 4N Resin	99,99% чистый технический оксид алюминия. Исключительные термические, механические и проводящие свойства.	Тепловые и электрические изоляторы, Инструменты для тяжелых условий эксплуатации, Химически стойкие и износостойкие компоненты
Clear Cast Resin	Чистое выгорание, Низкое тепловое расширение, Высокая точность	Внутреннее производство моделей для литья по выплавляемым моделям для промышленных металлических деталей конечного использования

Исследовать инженерные смолы

Стоматологические смолы (Dental Resins)

Стоматологические смолы Formlabs позволяют зуботехническим лабораториям и клиникам быстро изготавливать элайнеры, биосовместимые аппараты, такие как хирургические шаблоны или шины, и даже передовые внутриротовые применения, такие как полные зубные протезы или постоянные реставрации.

Для стоматологических профессионалов экосистема Formlabs предлагает упрощенный, рабочий процесс все в одном, который гарантирует точные детали каждый раз — без необходимости регулировки или калибровки. От крупных лабораторий и клиник с несколькими типами аппаратов до небольших операций, специализирующихся на определенных показаниях, Form 4B и библиотека стоматологических смол предоставляют решения для всех.

Материал	Описание	Применения
Precision Model Resin	Высокоточный материал для создания реставрационных моделей с >99% поверхности в пределах 100 мкм от цифровой модели.	Модели со съемным ди, Модели для коронок и мостов, Модели с аналогами имплантатов, Диагностические модели
Fast Model Resin	Самый быстрый дентальный материал от Formlabs, способный печатать дентальные модели каждые 49 секунд.	Модели для термоформования, Модели для ортодонтических аппаратов
Grey Resin	Предлагает баланс скорости и точности наряду с отличной эстетикой.	Диагностические модели, Модели для проверки посадки
Surgical Guide Resin	Материал для 3D-печати следующего поколения, который является автоклавируемым и биосовместимым для хирургических шаблонов для установки имплантатов.	Хирургические шаблоны, Направляющие для пилотного сверла, Шаблоны для сверления, Шаблоны для определения размера устройства
Dental LT Clear Resin	Биосовместимый материал для длительного использования для твердых окклюзионных шин и ночных капп.	Твердые окклюзионные шины, Твердые ночные каппы
Dental LT Comfort Resin	Биосовместимый материал для длительного использования, легко полируемый до высокой оптической прозрачности.	Гибкие окклюзионные шины, Гибкие ночные каппы
Digital Dentures	Доступный, affordable digital denture material для биосовместимых зубных протезов класса II для длительного использования.	Окончательные протезы, Пробные протезы
Premium Teeth Resin	Нанокерамический биосовместимый материал класса II с улучшенной эстетикой и превосходными внутриротовыми механическими свойствами.	Зубные протезные зубы, Пробные протезы, Полноарочные имплантационные реставрации
Custom Tray Resin	Быстропечатающаяся биосовместимая смола для индивидуальных оттискных ложек.	Индивидуальные оттискные ложки
Temporary CB Resin	Смола цвета зуба, доступная в пяти оттенках, с отличной marginal adaptation, прочностью и эстетикой.	Коронки, Мосты, Вкладки, Виниры
Permanent Crown Resin	Смола цвета зуба, наполненная керамикой, для высокой прочности, долговременных реставраций, доступная в четырех классических оттенках VITA.	Одиночные коронки, Вкладки, Виниры
IBT Flex Resin	Гибкий и биосовместимый материал для высокоточных непрямых бондинговых капп и направляющих для прямых композитных реставраций.	Непрямые бондинговые каппы, Направляющие для прямых композитных реставраций
Soft Tissue Starter Pack	Гибкий материал для съемных компонентов мягких тканей.	Мягкие ткани для моделей имплантатов, Маски десны

 

Медицинские смолы (Medical Resins)

Биомедицинские смолы Formlabs позволяют медицинским работникам создавать точные, биосовместимые и персонализированные анатомические модели, хирургические инструменты и медицинские устройства, которые улучшают уход за пациентом.

Для медицинских работников биомедицинские смолы Formlabs — это медицинские материалы для широкого спектра применений, где критически важны производительность и биосовместимость. Материалы семейства BioMed Resin разрабатываются и производятся на предприятии, сертифицированном по ISO 13485, и совместимы с распространенными методами дезинфекции и стерилизации.

Материал	Описание	Применения
BioMed White Resin	Жесткий и непрозрачный белый. Одобрен для длительного (>30 дней) контакта с кожей или кратковременного (<24 часов) контакта с костью, тканью, дентином и слизистой оболочкой.	Медицинские устройства и компоненты устройств конечного использования; Модели для определения размера пациенто-специфичных имплантатов и формы; Направляющие для резки и сверления; Хирургические инструменты и шаблоны; Биосовместимые формы, кондукторы и приспособления; Анатомические модели, которые можно использовать в операционной.
BioMed Black Resin	Жесткий и матовый черный. Одобрен для длительного (>30 дней) контакта с кожей и кратковременного (<24 часов) контакта со слизистой оболочкой.	Медицинские устройства и компоненты устройств; Биосовместимые формы, кондукторы и приспособления; Детали конечного использования, требующие контакта с пациентом; Потребительские товары.
BioMed Amber Resin	Жесткий и полупрозрачный. Одобрен для длительного (>30 дней) контакта с кожей или кратковременного (<24 часов) контакта с костью, тканью, дентином и слизистой оболочкой.	Медицинские устройства конечного использования; Модели для определения размера имплантатов; Направляющие для резки и сверления.
BioMed Clear Resin	Жесткий и прозрачный. Одобрен для длительного (>30 дней) контакта с кожей, путей дыхательных газов и слизистой оболочкой (>30 часов) или кратковременного (<24 часов) контакта с костью, тканью и дентином.	Устройства конечного использования, включая устройства с pathways дыхательных газов; Биосовместимые прототипы, формы, кондукторы и приспособления; Модели для визуализации и определения размера имплантатов; Устройства для культивирования клеток и биопроцессов.
BioMed Durable Resin	Ударопрочный, устойчивый к разрушению и истиранию. Прозрачный. Одобрен для длительного (>30 дней) контакта с кожей и слизистой оболочкой (>30 часов) или кратковременного (<24 часов) контакта с тканью, костью и дентином.	Пациенто-специфичные инструменты; Одноразовые инструменты; Устройства и компоненты конечного использования, требующие биосовместимости и ударопрочности.
BioMed Elastic 50A Resin	Мягкий и силиконоподобный. Полупрозрачный. Одобрен для длительного (>30 дней) контакта с кожей или кратковременного (<24 часов) контакта со слизистой оболочкой.	Удобные медицинские устройства, требующие длительного контакта с кожей; Биосовместимые модели мягких тканей, на которые хирурги могут ссылаться в операционной.
BioMed Flex 80A Resin	Резиноподобный, твердый. Полупрозрачный. Одобрен для длительного (>30 дней) контакта с кожей или кратковременного (<24 часов) контакта со слизистой оболочкой.	Гибкие биосовместимые медицинские устройства и компоненты; Медицинские устройства, требующие кратковременного контакта со слизистой оболочкой; Модели твердых тканей для помощи в операциях.

Исследовать биомедицинские смолы

Ювелирные смолы (Jewelry Resins)

Ювелирные смолы позволяют прототипировать и производить индивидуальные украшения.

Ювелирные смолы Formlabs разработаны для надежного воспроизведения четких оправ, острых лапок, гладких дужек и мелких деталей поверхности. Они позволяют всем, от розничных продавцов и дизайнеров, производящих индивидуальные украшения, до крупных литейных цехов, работающих в масштабе, производить примерочные изделия для клиентов, готовые к литью индивидуальные украшения или мастер-модели для многоразовых ювелирных форм.

Материал	Описание	Применения
Castable Resins	Материалы для литья по выплавляемым моделям. Легко литье, с замысловатыми деталями и сильным сохранением формы.	Индивидуальные украшения
High Temp Resin	Прочный и термостойкий материал для вулканизированной резиновой формовки.	Мастер-модели для многоразовых форм
Grey Resin	Универсальный материал для высокодетализированного прототипирования и индивидуальной подгонки.	Ювелирное прототипирование, Примерочные изделия

 

Внедрение SLA 3D-печати в компании

На рост числа компаний, внедряющих SLA 3D-печать в своих стенах, повлияли несколько факторов. Высококачественная SLA 3D-печать стала более доступной, сами принтеры стали надежными и простыми в использовании, и по мере того, как материалы становились более передовыми, открывались новые области применения. Инженеры, производители, медицинские работники и компании всех типов могут видеть преимущества наличия возможности печати фотополимерами in-house.

Хотя преимущества этой технологии под рукой могут распространяться на все аспекты организации, основными преимуществами являются то, что внутренняя SLA 3D-печать снижает затраты и сокращает внутренние и клиентские сроки выполнения заказа, помогает контролировать и защищать цепочки поставок бизнеса и является масштабируемой технологией, которая может расти вместе с вами.

Снижение затрат и сокращение сроков выполнения заказа

SLA 3D-печать может помочь компаниям устранить высокие затраты и длительные сроки выполнения заказа, связанные с аутсорсингом или более сложными альтернативными методами, такими как механическая обработка. При 3D-печати нет необходимости в дорогостоящей оснастке и настройке; одно и то же оборудование можно использовать для быстрого производства различных геометрий.

Трехкомпонентная сборка прототипа игрового контроллера, напечатанная на 3D-принтере из двух разных материалов для контрастных цветов.
Быстрое прототипирование: Игровые контроллеры Battle Beaver Customs
Высокая скорость печати Form 4 позволяет осуществлять прототипирование в тот же день в Battle Beaver Customs, помогая компании быстрее выводить новые продукты на рынок и опережать конкурентов.

Сборка прототипа	Аутсорсинг	3D-печать в компании
Оборудование	-	Form 4, Белая и Черная смолы
Срок выполнения заказа	7 дней	5 часов
Стоимость	$250	$15

Форма для бутылки Unilever Slice 750 мл, напечатанная на 3D-принтере из Rigid 10K Resin, установленная на держателе оболочки на машине.
Быстрое изготовление оснастки: Выдувные бутылки Unilever
Unilever и Seriopast используют настольный 3D-принтер Form 3L и Rigid 10K Resin для быстрого и эффективного производства форм для выдувного формования (SBM), которые могут выдерживать давление традиционных промышленных машин SBM.

Производственный цикл 200 единиц	Форма из металла (фрезерование)	Форма, напечатанная на 3D-принтере
Оборудование	Станок ЧПУ in-house или аутсорсинг	Form 3L, Rigid 10K Resin
Срок выполнения заказа для pilot testing	6-8 недель	2 недели
Стоимость оснастки	$2,500-$10,000	$500-$1,000

 

Внутренняя 3D-печать может выглядеть по-разному для разных типов профессионалов. Многие крупные компании, такие как Microsoft или Rivian, выбирают работу внутренних сервисных бюро, где инженеры, дизайнеры и производственные команды заказывают детали из централизованной лаборатории. Другие компании, особенно те, которые ориентированы на дизайн и итерации с высокой степенью expertise в САПР среди своей рабочей силы, предпочитают децентрализованный подход с принтером на столе каждого дизайнера. Доступные, affordable, настольные машины, такие как Form 4, делают такие рабочие процессы возможными и могут представлять agile решения для меняющейся рабочей силы и офисной среды.

Будь то централизованная или децентрализованная, внутренняя 3D-печать дает сотрудникам больший контроль над их рабочими процессами и снижает затраты и неопределенности для бизнеса в целом.

Масштабирование по мере роста производственных потребностей

Настольные 3D-принтеры, такие как Form 4, являются «plug and play», поэтому запустить печать сможет любой человек за 15 минут.

В зависимости от количества деталей и объема печати инвестиции в малоформатный 3D-принтер могут окупиться в течение месяцев. С малоформатными машинами можно платить ровно за столько мощности, сколько нужно бизнесу, и масштабировать производство, добавляя дополнительные единицы по мере роста спроса. Использование нескольких 3D-принтеров также создает гибкость для одновременной печати деталей из разных материалов.

Чтобы упростить управление несколькими 3D-принтерами для печати фотополимерами, клиенты Formlabs имеют доступ к двум программным платформам. Dashboard — это бесплатная программная платформа, которая помогает им отслеживать свои принтеры и оптимизировать управление. Для дополнительных возможностей и расширенных инструментов управления Fleet Control использует автоматизацию для автоматического назначения заданий на печать и делает управление несколькими принтерами более эффективным.