3Dモデルから完成品まで：15段階のSLA 3D印刷

3D印刷は、コンピューターで印刷を押すだけではなく、コンピューター上の3Dモデルから始まり、完璧な寸法の洗練された部分で終わる多段階プロセスです。このガイドでは、工業品質の3Dプリント部品を製造するための各ステップについて説明します。プロセスは、一部の人が想像するほど複雑ではなく、およそ15段階で要約できます。順番にそれぞれを見てみましょう。

1. 3Dモデルのインポートと処理

印刷を実行する前に、詳細な3Dモデルが必要です。これは、CNC機械加工などの従来の手法と似ていますが、ファイルの作成方法と必要な分析の種類に大きな違いがあります。ファイルは3Dモデリングソフトウェアにインポートされ、分析期間の後に最適化を議論するための会議が開催されます。これらの変更は通常非常に小さく、モデルを印刷しやすくすることを目的としています。完全に固い部品を印刷することは重量と材料の浪費のために望ましくないことがあるので、そのような場合には技術者は3Dモデルに排水穴を追加し、未硬化樹脂を流出させます。

完成したデザインのレンダリング

2.部品の向き

ビルドチャンバ内の部品の方向は非常に重要であり、支持構造の量と位置を決定するため、これは早い段階で決定する必要があります。通常、部品は、支柱がほとんど見えない側、たとえば背面や底面になるように配置されます。部品を45度程度に傾けるのが一番良いことです。なぜならこれは支持材につかまるのを容易にするからです。垂直部分が多くなるほど安定性が低下するため、より多くの支持材が必要になります。

部品を処理する

3.サポートを生成する

支持体をどこに配置するかを正確に決定するための計算は非常に複雑であり、ソフトウェアによって最適に実行されます。熟練した技術者が彼らの経験に基づいていくらかの微調整を実行することが最善ですが、ソフトウェア生成サポートは通常悪くないし、仕事を終わらせるでしょう。

ソフトウェア生成サポート

4.プリンターを準備する

CNC機械加工などの他の技術と比較して、SLA 3Dプリンタは準備の面でほんの少ししか必要としません。造りプラットホームは合い、タンクは樹脂で満ちている。多くの場合、新しく充填された樹脂の表面には泡や気泡が含まれているため、これを削り取る必要があります。この後、機械のリコーターブレードが樹脂の上をゆっくり通過して、樹脂が完全なレベルになっていることを確認します。

表面の泡をすくい取る

5.ファイルをインポートする

これが行われている間、サポート付きの処理済み3DモデルはSLCフォーマットファイルとして保存され、USBスティックを介してマシンに転送されます。一旦マシンにロードされると、それは印刷チームによって綿密にチェックされ、最終的な印刷方向が設定されます。

ファイルはUSBスティックを使用してマシンに転送されます

6.印刷

すべての準備が整ったら、印刷物を作成して生産を開始します。 SLA印刷がどのように機能するかについての技術的な詳細は他の記事で取り上げました。樹脂が層ごとにどのように硬化されるかの力学に興味があるなら、 ここで読むことができます 。このプロセスは自律的であり、印刷中に担当者が綿密に監視したり入力を提供したりする必要はありません。印刷時間は、部品のサイズ、部品の複雑さ、使用される材料、方向、層のサイズ、その他多くの要素によって決まります。工業用の製造には24時間以上かかることが多いのですが、一般的に同等のCNC製造プロセスより速いです。印刷が終了すると、ビルドプラットフォームは自動的に元の位置に戻り、完成した部分が樹脂から出ます。

樹脂表面のレーザー

7.機械から部品を取り外す

部品が印刷されているときは、仕上げに影響するため、ビルドプラットフォームと直接接触していません。その代わりに、支持材料は造形プラットフォームの格子状グリル上に直接印刷され、次いで部品自体がこれらの支持体上に印刷される。ビルドプラットフォームはグリルであるため、液体樹脂はそこを通って流れることができます。部品が完成したら、部品をビルドプラットフォームから取り外す必要があります。これには、スクレーパーとわずかな力が必要です。この材料はとにかく除去されようとしているとしてもベースを損傷することは問題ではありません。

完成した部分はまだ印刷プラットフォームに張り付いています

8.アルコールで洗浄して支柱を取り外す

部分が削除されたらアルコール浴に運ばれます。これらは管理された条件下で別の部屋に保管されており、取扱者は全身を保護する必要があります。アルコールで洗浄する目的は、部品の表面に残っている未硬化樹脂をすべて除去することと、支持材料を除去しやすくすることです。 3つのアルコール浴があり、部分は順番にそれぞれを通過します。最初のお風呂でそれは単にアルコールに浸されて、そして穏やかに洗われます。第二浴では支持材料は手で砕かれそしてなお存在するかもしれない残留物をさらに除去するためにいくらかのブラッシングが行われる。第三浴ではブラッシングはもう少し元気です。洗浄が完了したら、部品を空気で完全にブラスト処理します。

アルコールでブラッシングする

頑固な支持材の除去とサンディング

次に、乾燥した部分をベンチに置き、要員が最も頑固な支持材料を取り除く。これには鋭い道具と少しの技能と忍耐力が必要です。目標は、部品に損傷を与えずに滑らかな表面を残すことです。それが最後に削り取られたら、それはサンディングの最初のラウンドのための時間です。これは主に、支持材料の除去中に生じるあらゆる粗さを滑らかにし、後硬化のために部品を準備するためのものである。

排水穴をきれいにする

10.後硬化

この段階がなぜ必要なのか、そしてそれがどのように機能するのかを詳細に説明しているポストキュアに関する専用の記事があります。簡単に言えば、印刷されたばかりのSLA部品は、まだ最高レベルの重合を達成しておらず、追加の硬化期間が必要です。一部の材料ではこれは完全に必要というわけではありませんが、ほとんどの材料はUVオーブンで短時間の使用で大幅に改善されます。それはオーブンがターンテーブルが装備されているとUV電球が部品を囲むように部品が均一な治療を受けることが重要です。

硬化オーブン内

11.品質管理

工業用3Dプリントでは精度が重要です。そのため、品質管理に関しては十分な注意を払うことが重要です。具体的には、印刷された部品の寸法が元の3Dモデルと比較して必要な許容範囲内であることを確認する必要があります。最も正確な測定を可能にするために、我々は遠隔操作ロボットアームを利用します。また、顕微鏡カメラを使用して部品表面の画像を撮影し、これらの粗さやむらをチェックします。

排水孔への充填

12. 2回目のサンディング

今度は別の研磨ラウンドが行われる時が来ました。顕微鏡カメラによって特に粗い領域が特定された場合、研磨機はそれらに焦点を合わせることができます。この研磨ラウンドの主な目的は、塗装用の部品を準備することです。

アンダーコートとさらにサンディング

塗装はいくつかの段階で行われます。まず第一に、研磨されたばかりの部分にアンダーコートをスプレーします。塗料が乾燥したら、メインコートを塗布する前に、表面をできる限り滑らかにするために、もう一度強いサンディングを繰り返します。必要な部分と仕上げに応じて、目的の効果が得られるまで、このように数回の塗装とサンディングが行われることがあります。

アンダーコートをサンディング

トップコートの塗布

塗装は、プロセス全体の中で最もスキルを必要とする部分の1つです。これは、複数の色が必要な場合に特に当てはまります。塗料を均等に塗布することが重要であり、塗料を他の部分よりも厚い部分に厚く塗布するのは非常に簡単であるため、この段階は経験豊富な担当者が行うのが最善です。泡や埃を避けることも重要です。そのため、塗装は常に実験室条件下で行われます。多色部品の場合は、異なる色が順番にスプレーされるのでマスキングテープを貼る必要があります。ご想像のとおり、これは非常に詳細で手間のかかる作業であり、完全なコントラストを達成するのは容易ではありません。

トップコートにスプレー

研磨

トップコートが塗布されると、表面は魅力的な輝きに磨かれます。効果的な研磨はあなたが思っている以上に時間とスキルを要しますが、正しく行われると結果は素晴らしいです。

完成品

完了

最初から最後までの全プロセスは、通常2〜3日かかります。これは、従来の方法よりはるかに高速です。 SLA 3D印刷がどのように機能するかについて詳しく知りたい場合は、お気軽にお問い合わせください。