منذ اختراع الطباعة الحجرية المجسمة (SLA) في عام 1984 من قبل Charles Hull ، ظهرت تقنيات متعددة مثل FDM SLS Mj. حتى أن بعضها مشتق من SLA مثل معالجة الضوء الرقمي (DLP). كما تعلم على الأرجح، فإن كل من هذه العمليات مخصصة لمختلف الصناعات والتطبيقات. سنركز اليوم على تقنيات SLA DLP، وسوف نحدد خصائصها من أجل إجراء مقارنة بين العمليتين. وبينما تشترك التقنيتان في العديد من الأشياء، إلا أن هناك بعض الاختلافات الملحوظة. كيف تعمل هذه التقنيات؟ ما هي المواد التي يمكن استخدامها؟ من هم المصنعون الرئيسيون؟ ننتقل إلى كل ما تحتاج إلى معرفته أدناه!
تقنيات SLA DLP
في حين أن عمليات طباعة SLA DLP لها العديد من الاختلافات، إلا أن هناك بعض أوجه التشابه بين الاثنين. كلاهما يعرضان البوليمرات الضوئية السائلة لمصدر ضوئي. نظرًا لأن كلاهما يحتوي على خزان راتينج ، فقد تم تصميمهما لطباعة النماذج الصغيرة بتفاصيل دقيقة. تتوافق هذه الأساليب مع المواد المرنة أو الصلبة، ويمكنها أيضًا طباعة المواد المركبة المملوءة بالزجاج أو السيراميك على سبيل المثال. لاحظ أن الأجزاء المطبوعة هشة نسبيًا وعرضة للتلف إذا تعرضت لأشعة الشمس وقد تكون عرضة للالتفاف.
يستخدم الراتين السائل لكل من SLA DLP.
أول تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد تم تطويرها في عام 1984، تعتبر الطباعة الحجرية المجسمة الآن واحدة من أكثر عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد دقة في السوق. على عكس تقنية DLP، فإن مصدر الضوء المستخدم هو الليزر. يكتسح شعاع الليزر عبر خزان الراتنجات متحركًا على المحور الأفقي ويصلب طبقة المادة بطبقة. يوجد نوعان من الآلات اليوم: تلك التي يعمل فيها الليزر من أعلى إلى أسفل، مع لوحة ستنزل مع كل طبقة جديدة وتلك التي تعمل بالليزر من الأسفل إلى الأعلى، مع منصة ترتفع كلما تقدمت. تحقق اتفاقية مستوى الخدمة (SLA) أسطحًا ناعمة وسمك طبقة يتراوح بين 0.05 و0.01 مم، مما يسمح بطباعة الكائنات بطبقات رقيقة للغاية.
قادمة من تقنية عرض الصور (التي يعود تاريخها إلى الثمانينيات)، تستخدم طريقة المعالجة الرقمية للضوء جهاز عرض كمصدر للضوء. بهذه الطريقة، يؤثر الإسقاط الضوئي الفردي على صينية الراتين بأكملها مرة واحدة. في قلب هذه العملية يوجد جهاز مرآة رقمية (DMD)، يقع بين جهاز العرض والراتنجات. وهي مكونة من عدة مرايا مجهرية يتم التحكم فيها وتنشيطها بشكل فردي: إذا كانت نشطة، فسوف تعكس الضوء نحو الراتنجات وتعالجها بالضوء. لذلك ينتجون نوعًا من القناع لتقوية الراتين اعتمادًا على النموذج المطلوب. استبدلت بعض الطابعات ثلاثية الأبعاد الآن DMD بشاشة LCD، مما أدى إلى خفض سعر الجهاز بشكل كبير. ومع ذلك، لن نركز على تلك الحلول اليوم.
مخططات عملية طباعة SLA DLP (اعتمادات الصورة: 3D Hubs / bitflag)
تعتبر عملية DLP أسرع من الطباعة الحجرية لأنها لا تعمل نقطة تلو الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، نتيجة لأجهزة العرض، فإن طابعات DLP أكبر. في معظم الأوقات، يكون خزان الراتنجات الموجود في أجهزة DLP أقل عمقًا من تلك المستخدمة في عملية SLA.
أخيرًا، يتمثل الاختلاف الأخير بين تقنيات SLA DLP في الصيانة. تتطلب طابعات DLP القليل من الصيانة وغالبًا ما يكون إصلاحها أسهل – فوجود الليزر في أجهزة SLA له علاقة كبيرة بهذا الأمر.
جودة الطباعة
غالبًا ما تكون جودة الطباعة عاملاً حاسمًا في الاختيار بين تقنيتين. خاصة إذا كان سيتم استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج الأجزاء النهائية مما يعني أن مستوى التفاصيل والهيكل والسطح يلعبان دورًا مهمًا للغاية. من حيث المبدأ، يمكن القول إن التقنيتين تتيحان إمكانية تصميم نماذج دقيقة وعالية الدقة بأدق مستوى من التفاصيل. ومع ذلك، ليس فقط العملية نفسها هي الحاسمة بالنسبة لجودة الطباعة، ولكن أيضًا اختيار المواد. غالبًا ما يعتمد الأخير على الشركة المصنعة، حيث يتم إغلاق معظم الأجهزة من حيث التوافق.
عند الطباعة باستخدام عملية SLA، تتم بلمرة الراتنجات نقطة بنقطة على طبقة الطباعة. كلما زاد طول الجزء، زاد وقت الطباعة المطلوب نظرًا لأن الليزر يجب أن يمر عبر السرير بأكمله. لذلك، يعد SLA أكثر ملاءمة لطباعة الأشياء التي يتراوح طولها بين بضع ملليمترات و1.50 متر. ومع ذلك، لا توجد خسارة في الجودة بسبب الطول ويمكن تحقيق دقة Z تصل إلى 25 ميكرون: كلاهما مستقل عن حجم النموذج.
اعتمادات الصورة: Form labs
تسمح تقنية DLP بسماكة طبقة تصل إلى 5 ميكرون. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن طابعات DLP ثلاثية الأبعاد يمكنها إنشاء ظاهرة “خطوة بخطوة” على المنتج النهائي بسبب إسقاط البيكسل، مما يؤثر على السطح النهائي للأجزاء المطبوعة. عند طباعة مكونات طويلة، قد يحدث فقدان للجودة على الجوانب. يتلقى مركز اللوحة بالفعل أكبر تركيز للطاقة من جهاز العرض؛ ثم ينتشر ضوءها تدريجياً على الحواف.
الخصائص التقنية
سرعة الطباعة
من حيث سرعة الطباعة، من الواضح أن تقنية DLP في الصدارة. نظرًا لأن تقنية DLP تعالج طبقة كاملة من الراتنجات دفعة واحدة، فإن عملية الطباعة تكون أسرع بكثير. على عكس عملية SLA، حيث يتم بلمرة الراتين نقطة بنقطة، في عملية DLP، يؤثر ارتفاع المكون فقط على سرعة الطباعة.
حجم الطباعة
لا تُستخدم الطباعة الحجرية بالضرورة لإنتاج مكونات كبيرة نظرًا لارتفاع تكلفة المواد مقارنة بالعمليات الأخرى، مثل FDM. علاوة على ذلك، يقتصر حجم البناء على حجم الخزان الذي يحتوي على الراتين السائل.
حجم بناء طابعات Form labs 3L SLA هو 335 × 200 × 300 مم و1500 × 750 × 550 مم لـ 3D Systems Pro X 950. بالنسبة لطابعات DLP، يبلغ حجم بناء آلة Envison TEC Xtrem 8K 450 × 371 × 399 مم و400 × 330 × 500 مم لطراز كاريما DM400A.
يحتوي Form 3L على حجم بناء أكبر (اعتمادات الصورة: Form labs)
بعد العلاج
في جميع عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد للراتنجات، تعتبر المعالجة اللاحقة للأجزاء إلزامية. هذا يرجع إلى حقيقة أنه لطباعة نماذج رفيعة جدًا، يلزم وجود هياكل داعمة ويجب إزالتها بعد المعالجة. قد تستغرق هذه الخطوة وقتًا طويلاً وربما تكون أحد العيوب الرئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد من الراتين. ترتبط الاختلافات في المعالجة اللاحقة بشكل أساسي بالمواد المستخدمة، في كل من عملية SLA DLP. بالإضافة إلى تنظيف أجزاء الراتين السائل بكحول الأيزو بر وبيل (IPA) أو ثلاثي بروبلين جليكول مون وميثيل إيثار (TPM)، قم أيضًا بحساب التجفيف وإزالة الهياكل الداعمة وإمكانية المعالجة اللاحقة، وإذا لزم الأمر، الصنفرة والطلاء الأجزاء.
من حيث المبدأ، يمكن القول إن المعالجة اللاحقة في عملية SLA DLP لا يمكن أن تستغرق وقتًا طويلاً فحسب، بل تتطلب أيضًا درجة معينة من الخبرة من جانب المستخدم أو يجب تركها للمتخصصين. غالبًا ما تمثل المعالجة اللاحقة في الطباعة ثلاثية الأبعاد تحديًا للمستخدمين، ولهذا السبب تخصصت بعض الشركات بالفعل في تحسين أو أتمتة هذه الخطوة.
تعد إزالة وسائط الطباعة خطوة ما بعد المعالجة وقد تستغرق وقتًا.
حالات التطبيق
عندما يتعلق الأمر بحالات التطبيق، فإن تقنيات SLA DLP تستخدم في الغالب في صناعات مماثلة. على وجه الخصوص، يستخدم قطاعا المجوهرات وطب الأسنان الطباعة ثلاثية الأبعاد من الراتين بانتظام. على سبيل المثال، تقدم الشركة المصنعة Form labs العديد من الراتنجات المخصصة للمهنيين الطبيين. تستخدمها العديد من الشركات لإنشاء جميع أنواع الأجهزة الطبية، مثل الأدلة الجراحية. ولكن نظرًا للتنوع الكبير في المواد المتاحة، فإن العديد من القطاعات الأخرى تستخدم أيضًا الطباعة ثلاثية الأبعاد من الراتين. سواء كان ذلك للنماذج الأولية أو قوالب الحقن أو حتى الهندسة، يوجد العديد من الراتنجات المناسبة.
بغض النظر عما إذا كانت اتفاقية مستوى الخدمة (SLA) أو DLP، فإن الدقة رائعة.
الشركات المصنعة الرئيسية
يوجد حاليًا عدد قليل من الشركات المصنعة للطابعات ثلاثية الأبعاد الذين تحولوا إلى تقنية SLA. من الواضح أن واحدة من الشركات المصنعة الرئيسية لا تزال 3D Systems ، الشركة التي أسسها Charles Hull. لكن مع مرور الوقت، ظهرت جهات تصنيع أخرى. هذا هو الحال بشكل خاص مع Form labs ، التي أثبتت نفسها كواحدة من الشركات الرائدة في طابعات SLA ثلاثية الأبعاد. بالإضافة إلى توريد آلات SLA، تقدم الشركة الأمريكية أيضًا العديد من الراتنجات والمواد، مثل Castable Wax 40 Resin لقطاع الأسنان. مع مجموعة طابعات XFAB، تقدم الشركة المصنعة DWS أيضًا آلات تعتمد على الطباعة الحجرية المجسمة.
عندما يتعلق الأمر بطابعات DLP ثلاثية الأبعاد، فإن Envision TEC، التي تأسست عام 2002، تعتبر رائدة في مجال التكنولوجيا. ومثل B9 Creator و Asija ، استغلت العديد من الشركات عملية DLP لتطوير طابعاتها. يمكننا أيضًا أن نذكر الشركات المصنعة التي اعتمدت على عملية DLP لتقديم تقنية أسرع: Carbon 3D with Digital Light Synthesis (DLS) الذي يمكنه التحكم في تدفق الأكسجين أو الطباعة الضوئية وطباعة البوليمر في ضوء النهار (DPP). أخيرًا، حصلت شركة Prod ways الفرنسية أيضًا على براءة اختراع لعملية مشابهة لـ DLP، تقنية MOVING Light.
تعتبر Envision TEC رائدة عملية DLP في الطباعة ثلاثية الأبعاد (اعتمادات الصور: Envision TEC)
سعر
في معظم الحالات، تكون طابعات DLP أقل تكلفة من SLA. ولكن كما هو الحال مع جميع نطاقات الطابعات ثلاثية الأبعاد، من المهم التمييز بين الطابعات المكتبية والطابعات الصناعية.
بالنسبة لطابعات SLA للمبتدئين، فإن أكثر الأجهزة التي يمكن الوصول إليها هي Form 2 من Form labs. بحجم طباعة 145 × 145 × 175 سم، يتميز النموذج 2 بدقة نقطية تبلغ حوالي 145 ميكرون. تتوفر الماكينة من 2400 دولار، وهي معروضة في السوق منذ عام 2015. ومع ذلك، لاحظ أن الشركة المصنعة الأمريكية طورت منذ ذلك الحين نطاقًا جديدًا يتكون من Form 3 و Form 3L.
في المتوسط ، يتراوح سعر طابعات SLA ثلاثية الأبعاد بين 3000 و4000 دولار. ومع ذلك، إذا كنت تبحث عن آلات صناعية، فإن الأسعار ترتفع بشكل كبير. على سبيل المثال، يتم تسويق حلول اتفاقية مستوى الخدمة الصناعية الخاصة بـ 3D Systems بأسعار تصل إلى 500000 دولار. لاحظ أيضًا أن الأجهزة التي يعمل الليزر بها من أعلى إلى أسفل ستكون أكثر تكلفة بشكل عام.
تناسب طابعات DLP ثلاثية الأبعاد التي يسهل الوصول إليها كثيرًا العديد من عشاق التصنيع الإضافي. تبيع Any cubic العديد من أجهزة DLP بأسعار تقترب من 200 دولار، كما هو الحال مع طابعة Photon Zero. تتوفر آلات للمحترفين، بما في ذلك تلك التي تقدمها Envision TEC لصناعة الأسنان والمجوهرات، بحوالي 15000 دولار. لكن كما هو الحال دائمًا، اعتمادًا على الشركة المصنعة، تختلف الأسعار. تقدم الشركة المصنعة Asija أيضًا طابعات DLP ثلاثية الأبعاد للمحترفين، ولكن بأسعار تقارب 1000 دولار.
المصدر: 3dnatives
اقراء ايضا:
طباعة تيشرتات عادية
طباعة ورق خطابات
طباعة كروت
خدمات طباعة ورق A4
ميدليات
لوحات محلات
خدمة طباعة بطاقات شكر
كوبونات
كروت للموظفين
طباعة بطاقات بلاستيكية