Chuyển đến nội dung
MecAgentMecAgent
Bài 8.2Tạo hình ban đầuChương 8 · Sản xuất bồi đắp

In 3D quang khắc (SLA/DLP)

Làm cứng nhựa lỏng từng lớp bằng laser hoặc máy chiếu (quang trùng hợp trong thùng)

In 3D quang khắc (SLA) biến nhựa lỏng thành chi tiết rắn bằng cách làm nó cứng lại dưới ánh sáng UV, từng lớp mỏng một. Người anh em DLP (xử lý ánh sáng kỹ thuật số) làm điều tương tự bằng máy chiếu. Các phòng labo nha khoa dùng cả hai hằng ngày để in mô hình cho khay niềng và mão răng, vì chúng cho chi tiết mịn nhất trong các phương pháp in 3D phổ biến.

In 3D quang khắc (SLA/DLP): ảnh thực tế
Ảnh: The wub, CC BY-SA 4.0, qua Wikimedia Commons
Ánh sáng UV làm cứng nhựa lỏng từng lớp mỏng mộtMáy in từ dưới lên theo mặt cắt; chi tiết treo ngược từ bệ1Mô hình đã cắt látthành các lớp mỏngdữ liệu lớpBệ in2Nhúng vào nhựa4Nâng và bócGiá đỡChi tiết đã inúp ngượcNhựa lỏngMàng trong3Lớp đóng rắnLaser UVGương quétMáy in DLP và LCD thì chiếu sáng cả lớp cùng một lúcchi tiết hoàn chỉnh5Rửatrong cồn (IPA)6Đóng rắn sauÁnh sáng UV và nhiệtNhựa đã đóng rắn (chi tiết)Chất lỏngBộ phận máyNăng lượng ánh sáng UV
Máy in nhựa từ dưới lên theo mặt cắt, với các bước rửa và đóng rắn sau inCác số trong vòng tròn khớp với các bước bên dưới; các bước 2 đến 4 lặp lại cho mỗi lớp.

Cách hoạt động

  1. Cắt lớp mô hình. Phần mềm cắt mô hình 3D thành các lớp mỏng và thêm giá đỡ (các thanh chống mảnh dễ bẻ) giữ chi tiết dính vào bệ in.

  2. Nhúng bệ in. Bệ in hạ xuống một thùng nhựa quang trùng hợp (nhựa lỏng đóng rắn dưới ánh sáng UV). Nó dừng cách đáy màng trong suốt của thùng đúng một lớp, thường 0,025–0,1 mm.

  3. Đóng rắn một lớp. Ánh sáng UV chiếu từ dưới lên xuyên qua màng và làm cứng lớp nhựa mỏng theo hình lát cắt. Ở SLA, một tia laser vẽ nó bằng gương quay nhanh; máy in DLP và LCD chiếu sáng cả lớp cùng một lúc.

  4. Nâng và bóc. Bệ in nâng lên và bóc lớp mới ra khỏi màng, để nhựa tươi chảy vào bên dưới. Các bước 2 đến 4 lặp lại, và chi tiết lớn dần theo chiều úp ngược.

  5. Rửa. Bạn rửa chi tiết bằng cồn isopropyl (IPA) để loại bỏ nhựa dính chưa đóng rắn.

  6. Đóng rắn sau in. Một buồng có ánh sáng UV và nhiệt nhẹ hoàn tất việc làm cứng chi tiết đến độ bền tối đa. Sau đó bạn bẻ các giá đỡ ra và chà nhám những mấu nhỏ chúng để lại.

Thông số chính

Vật liệu
Nhựa quang trùng hợp: các loại tiêu chuẩn, dai, dẻo, chịu nhiệt, đúc được, nha khoa và độn gốm
Chi tiết thường gặp
Mẫu thử chi tiết, mô hình nha khoa, mẫu trang sức, mô hình thu nhỏ, khuôn nhỏ, chip vi lưu
Kích thước chi tiết
Thường đến 20–35 cm mỗi cạnh trên máy in để bàn và máy in cỡ nhỏ; máy công nghiệp lớn đạt khoảng 1,5 m
Độ chính xác
Khoảng ±0,1 mm trên máy để bàn, mịn hơn trên máy công nghiệp; chi tiết nhỏ đến khoảng 0,1 mm
Bề mặt hoàn thiện
Nhẵn và thường bóng, gần như chi tiết đúc khuôn; có vân lớp mờ trên mặt cong và các vết nhỏ nơi giá đỡ chạm vào
Số lượng phù hợp
Từ 1 đến vài trăm chi tiết; một số sản phẩm nha khoa và tiêu dùng lên đến hàng nghìn
Chi phí khuôn dụng cụ và máy
Không cần khuôn; máy in LCD cho người đam mê giá vài trăm USD, SLA để bàn chuyên nghiệp vài nghìn, máy công nghiệp hàng trăm nghìn
Tốc độ
Vài giờ đến một ngày mỗi lần in; DLP và LCD nhanh hơn SLA laser vì mỗi lớp được chiếu sáng cùng lúc

Ưu điểm và hạn chế

Ưu điểm

  • Chi tiết mịn nhất và bề mặt nhẵn nhất trong các phương pháp in 3D phổ biến
  • Chi tiết kín nước, gần như đẳng hướng (bền như nhau theo mọi hướng)
  • Nhựa đặc biệt để đúc, nha khoa, chi tiết dẻo hoặc chịu nhiệt
  • DLP và LCD in cả bệ đầy chi tiết nhanh như in một chi tiết

Hạn chế

  • Hầu hết nhựa giòn hơn nhựa đúc khuôn và có thể ngả vàng dưới ánh nắng
  • Bẩn: nhựa lỏng gây kích ứng da nên cần găng tay và thông gió
  • Thêm các bước: rửa, đóng rắn sau in và gỡ giá đỡ
  • Kích thước in hạn chế, và nhựa đắt hơn mỗi kilôgam so với sợi nhựa

Ứng dụng

  • Nha khoaMô hình cho khay niềng trong suốt, mão răng, khuôn dẫn hướng phẫu thuật
  • Trang sứcMẫu nhẫn đúc được, sau đó được đúc kim loại bằng đúc mẫu chảy
  • Y tếMô hình giải phẫu, vỏ máy trợ thính theo yêu cầu
  • Thiết kế sản phẩmMẫu thử mịn, chi tiết của sản phẩm tiêu dùng
  • Kỹ thuậtKhuôn nhỏ, chip vi lưu, mô hình hầm gió
  • Giải tríMô hình thu nhỏ, tượng nhỏ, đạo cụ phim

Cách nhận biết

  • Bề mặt rất nhẵn, thường bóng, với các vân lớp gần như không thấy.
  • Một cụm những nốt hoặc hố nhỏ trên một mặt, nơi các giá đỡ mảnh bị bẻ ra.
  • Chi tiết nhỏ sắc nét, như chữ nhỏ vẫn đọc được hoặc vân bề mặt sắc.
  • Thường có vẻ ngoài mờ trong hoặc đồng màu, hơi giống thủy tinh.

So sánh với

Xem video

Formlabs · Nguyên lý SLA, do một nhà sản xuất máy in giải thích

JLC3DP · Quy trình và công đoạn xử lý sau in, dành cho người mới

Adam Savage's Tested · Các máy in nhựa công nghiệp lớn trong nhà máy

MLC CAD Systems · Toàn bộ quy trình in, rửa và đóng rắn

Xem ảnh thật

Ghi nhớ

  • SLA và DLP làm cứng nhựa lỏng bằng ánh sáng UV, từng lớp mỏng một.
  • Chúng cho chi tiết mịn nhất và bề mặt nhẵn nhất trong các phương pháp in 3D phổ biến, đổi lại là khâu xử lý sau in bẩn hơn.
  • Mỗi bản in cần rửa và đóng rắn sau in trước khi đạt độ bền tối đa.

Xem thêm trong Sản xuất bồi đắp

Tất cả 100 quy trình
8.1ShortFDM (mô hình hóa lắng đọng nóng chảy)Đùn sợi nhựa nóng chảy qua vòi di chuyển (đùn vật liệu)Mở bài học8.3Thiêu kết laser chọn lọc (SLS)Laser nung chảy liên kết bột nylon trong một lớp nền; bột rời nâng đỡ chi tiết (nung chảy lớp bột)Mở bài học8.4Nung chảy lớp bột bằng laser (kim loại, SLM/DMLS)Laser làm chảy các lớp mỏng bột kim loại (nung chảy lớp bột)Mở bài học8.5In phun kết dínhĐầu phun mực dán dính bột, sau đó chi tiết được sấy cứng hoặc thiêu kết (binder jetting)Mở bài học8.6In phun vật liệu (PolyJet)Phun các giọt nhựa và làm cứng chúng bằng ánh sáng UV (in phun vật liệu)Mở bài học8.7Lắng đọng năng lượng định hướng (DED/LMD)Laser làm chảy một vũng trên chi tiết; bột được thổi vào thêm kim loại (lắng đọng năng lượng định hướng)Mở bài học8.8Sản xuất bồi đắp hồ quang dây (WAAM)Robot hàn xếp chồng dây nóng chảy bằng hồ quang thành các đường hàn (lắng đọng năng lượng định hướng)Mở bài học8.9Sản xuất bồi đắp siêu âm (UAM)Rung siêu âm hàn các lá kim loại mà không làm nóng chảy, rồi máy phay cắt tỉa chúng (ghép lớp tấm)Mở bài học8.10In thể tích (CAL)Ánh sáng từ mọi góc làm đóng rắn cả lọ nhựa đang quay cùng một lúc (in thể tích)Mở bài học

Dùng thử

Đưa AI vào công việc CAD của bạn.

Dựng chi tiết, tạo bản vẽ và tự động hóa công việc lặp lại ngay trong phần mềm CAD của bạn.