3D プリントとは何ですか?

3次元光硬化型3Dプリンティング（SLAとも呼ばれる）は、積層造形分野で最も普及している一般的な技術の一つです。高出力レーザーを用いて容器内の液体樹脂を硬化させ、所望の3D形状を造形します。簡単に言うと、低出力レーザーと光重合反応を用いて、感光性液体を層ごとに3D固体プラスチックへと変換するプロセスです。

SLAは、熱溶解積層法（FDM）と選択的レーザー焼結法（SLS）と並んで、3Dプリントで使用される3つの主要技術の一つです。感光性樹脂3Dプリンターのカテゴリーに属します。SLAと併用されることが多い類似技術に、デジタル光処理（DLP）があります。これは、レーザーの代わりにプロジェクタースクリーンを使用するSLAプロセスの進化形です。 FDM 技術ほど普及していませんが、SLA は実際には最も古い付加製造技術です。

SLA硬化（光造形）の歴史

「ステレオリソグラフィー」という用語は古代ギリシャ語に由来しています。「3次元」と「（フォト）リソグラフィー」はそれぞれ「固体」と「光書き込み形式」を意味します。

SLAは、最も古い積層造形技術であり、「すべての3Dプリント技術の母」と呼ばれることもあります。SLAは、1986年にチャック・ハルによって設立されたアメリカの企業3D Systemsによって開発されました。ハルは1986年に「ステレオリソグラフィー」という用語を考案し、この技術を紫外線硬化性の薄い層を連続的に印刷することで3Dオブジェクトを作成する方法と定義しました。

3D Systemsは1992年、世界初のSLA装置を開発しました。この装置は、複雑な部品を短時間で層ごとに製造することができます。SLAは1980年代にラピッドプロトタイピングの分野に初めて参入し、現在も広く利用される技術へと発展を続けています。

SLA光硬化部品

SLA 3D プリンターは通常、以下の 4 つの主要コンポーネントで構成されます。

• 液体フォトポリマーの入ったタンク: 液体樹脂は通常、透明な液体プラスチックです。
• 水槽内に浸漬された穴あきプラットフォーム: プラットフォームは水槽内に下げられ、印刷プロセスに応じて上下に移動できます。
• 高出力UVレーザー
• コンピュータ インターフェイス、管理プラットフォーム、レーザー移動。

SLA 光硬化型 3D プリンターはどのように機能しますか?

SLA 光硬化型 3D プリンターの仕組みは次のとおりです。

私 。 ソフトウェア

多くの積層造形プロセスと同様に、最初のステップはCADソフトウェアを使用して3Dモデルを設計することです。生成されたCADファイルは、目的のオブジェクトのデジタル表現です。

自動生成されない場合は、CADファイルをSTLファイルに変換する必要があります。STL（Standard Tessellation Language）または「Standard Triangle Language」は、1987年にAbert Consulting Groupが3D Systems専用に開発したステレオリソグラフィーソフトウェアのネイティブファイル形式です。STLファイルは、色やテクスチャといった一般的なCADモデル属性を記述することなく、3Dオブジェクトの表面形状を記述します。

プリンター出力前のステップは、STLファイルをCuraなどの3Dスライサーソフトウェアに読み込むことです。これらのプラットフォームは、3Dプリンターのネイティブ言語であるGコードを生成します。

II. SLA 3Dプリント

プロセスが始まると、レーザーが印刷物の最初の層を感光性樹脂に「引き寄せ」ます。レーザーがどこに当たっても、液体は固まります。コンピューター制御のミラーがレーザーを適切な座標に誘導します。

ここで、ほとんどのデスクトップSLAプリンターが逆さまになっていることに注意が必要です。つまり、レーザーは低い位置から徐々に上昇するビルドプラットフォームに照射されます。

最初の層が完成したら、プラットフォームは層の厚さ（通常は約0.1mm）に応じて上昇し、追加の樹脂が造形物の下に流れ込みます。その後、レーザーは次の断面を硬化させ、このプロセスを繰り返して造形物全体を完成させます。レーザーが照射されなかった樹脂はバレル内に残り、再利用できます。

III. 後処理

材料の重合が完了すると、プラットフォームがタンクから引き上げられ、余分な樹脂が排出されます。工程の最後に、モデルをプラットフォームから取り出し、余分な樹脂を洗浄した後、UVオーブンに入れて最終硬化を行います。このプレス後の硬化により、造形物は最大限の強度に達し、より安定した状態になります。

IV. 代替プロセス: デジタル光処理

前述の通り、SLAの後継機種としてデジタルライトプロセッシング（DLP）があります。SLAとは異なり、DLPはデジタルプロジェクタースクリーンを用いて、各レイヤーの単一画像をプラットフォーム全体に投影します。プロジェクターはデジタルスクリーンであるため、各レイヤーは正方形のピクセルで構成されます。したがって、DLPプリンターの解像度はピクセルサイズに対応し、SLAプリンターの解像度はレーザースポットサイズに対応します。

SLA光硬化型3Dプリンターは、ラピッドプロトタイピング用に開発された最初のプロセスであり、主要な3Dプリント方法の中でも最も初期のものでしたが、高精度で耐久性の高いプロトタイプを作成する上で依然として魅力的なソリューションです。多くの業界や愛好家がこのプロセスを使用してプロトタイプや最終製品を作成しており、この技術はますます手頃な価格で使いやすくなっています。