اگر تا به حال در تولید مواد افزودنی – که به عنوان چاپ سه بعدی نیز شناخته می شود – برای نمونه های اولیه، قطعات سفارشی یا دوره های تولیدی کار کرده اید، احتمالاً شنیده اید که افراد SLA و SLS را مثل اینکه قابل تعویض هستند پرتاب می کنند. اسپویلر: نیستند. به‌عنوان کسی که در 8 سال گذشته یک تامین‌کننده چاپ SLS را اداره می‌کند، دیده‌ام که افراد زیادی این دو را با هم ترکیب کرده‌اند، و بیایید واقعی باشیم—انتخاب فناوری اشتباه می‌تواند پروژه را حتی قبل از شروع به کار نابود کند. امروز، من تفاوت های واقعی بین چاپ SLS و چاپ SLA را می نویسم، بدون اصطلاحات گیج کننده، فقط صحبت مستقیمی است که برای برقراری تماس نیاز دارید.
ابتدا، اجازه دهید با اصول اولیه شروع کنیم تا همه در یک صفحه باشیم. SLA مخفف Stereolithography است و قدیمی‌ترین فناوری پرینت سه‌بعدی موجود است—مثلاً، کل کار از دهه 80 شروع شد. SLS یک زینتر لیزری انتخابی است و کمی دیرتر به وجود آمد و معمولاً به عنوان یک گزینه مدرن تر و درجه صنعتی ذکر می شود. اما شباهت ها؟ هر دوی آنها از لیزر برای ساخت لایه به لایه قطعات استفاده می کنند، درست است؟ فراتر از آن، این یک بازی کاملاً متفاوت است - از نحوه ساخت قطعات، موادی که می‌توانید استفاده کنید، تا اینکه محصول نهایی چقدر قوی و بادوام است.
بیایید با نحوه عملکرد هر فناوری شروع کنیم، زیرا تفاوت های اصلی در اینجاست. برای SLA، این فرآیند بسیار ساده است: شما یک خمره از رزین فوتوپلیمر مایع بردارید و یک لیزر UV مناطق خاصی از آن رزین را از بین می‌برد. لیزر رزین را درست در جایی که برخورد می‌کند سخت می‌کند (یا سخت می‌کند) و آن لایه را به لایه زیر آن متصل می‌کند. هنگامی که یک لایه انجام می شود، سکوی ساخت کمی پایین می آید، یک تیغه پوشش مجدد روی لایه جدیدی از رزین مایع صاف می شود و چرخه تکرار می شود. به اندازه کافی آسان است، اما نکته اینجاست: کل قسمت برای کل چاپ در آن رزین مایع قرار دارد. پس از اتمام کار، باید آن را ماهیگیری کنید، رزین خشک نشده را با ایزوپروپیل الکل بشویید، و سپس آن را در اجاق یا زیر نورهای فرابنفش خشک کنید تا به استحکام کامل برسد. از آخرین مرحله بگذرید تا قسمت شما لاستیک شده یا از هم بپاشد.
اکنون چاپ SLS - به نظر من اینجاست که صنعتی تر می شود. به جای رزین مایع، SLS از یک بستر پودر پلاستیک ریز، معمولاً نایلون، استفاده می کند. لیزر CO2 در اینجا فقط مواد را درمان نمی کند، بلکه متخلخل می شود، به این معنی که ذرات پودر را به اندازه ای با هم ذوب می کند تا آنها را به یک لایه جامد تبدیل کند. در اینجا ترفند بزرگ مهمانی SLS وجود دارد: پودر پخته نشده اطراف قطعه به عنوان یک ساختار پشتیبانی داخلی عمل می کند. بدون نیاز به پشتیبانی اضافی، بدون حذف آنها بعدا، بدون علامت یا آسیب عجیب و غریب از طرف شما. وقتی پرینت تمام شد، فقط کل تخت را بیرون می کشید، پودر اضافی را از آن جدا می کنید، و آماده کار هستید (برای این کار باید آن را با هوا یا یک بلستر مهره بکوبید، اما کار بسیار کمتری نسبت به پس از پردازش SLA). این پشتیبانی یک بازی را تغییر می‌دهد - اگر قطعه‌ای با برآمدگی‌های عجیب، بخش‌های توخالی یا هندسه‌های پیچیده دارید، SLS تقریباً به اندازه SLA اهمیتی نمی‌دهد.
بعد، مواد. اینجاست که گاهی اوقات حتی یک مبارزه منصفانه هم نیست. SLA فقط از رزین های فوتوپلیمر استفاده می کند و بیشتر آنها شکننده هستند، درست است؟ بله، مطمئناً، برخی از رزین‌های انعطاف‌پذیر یا رزین‌های با دمای بالا وجود دارند، اما همه آنها هنوز بر پایه مایع هستند و اگر آنها را خم کنید یا فشار واقعی بر آنها وارد کنید، می‌شکنند. از سوی دیگر، چاپ SLS تماماً در مورد پودر است - بنابراین گزینه های بیشتری در اختیار خواهید داشت. نمونه استاندارد PA12 است که برای همه چیز از نمونه های اولیه تا قطعات مصرف نهایی بسیار محبوب است. اگر به دنبال چیز کمی سفت‌تر هستید، ما همچنین نایلون شیشه‌ای SLS را برای قطعاتی که به استحکام یا مقاومت حرارتی بیشتری نیاز دارند، انجام می‌دهیم. و اگر صفحه ما را در Multijet Fusion Printing بررسی کنید، این یکی دیگر از فناوری‌های مبتنی بر پودر است که ما ارائه می‌دهیم که مشابه SLS است اما مزایای خاص خود را نیز دارد. برای SLS، حتی می توانید پلی پروپیلن، TPU و سایر پودرهای تخصصی را انجام دهید که تقریباً در مورد SLA بی سابقه است. دوام در اینجا شب و روز است - یک قطعه SLS بهتر از هر قطعه رزینی SLA در برابر ضربه، استفاده مکرر و شرایط بیرونی مقاومت می کند.
حالا بیایید در مورد کیفیت قطعه و موارد استفاده صحبت کنیم. اگر در حال ساختن یک نمونه اولیه هستید که فقط برای جا دادن، بررسی ابعاد یا ظاهر خوب برای ارائه باشد، SLA می تواند کار کند. جزئیات فوق العاده واضحی را ارائه می دهد - مانند بافت های ریز، خطوط ریز، سوراخ های پیچیده که ممکن است SLS به وضوح آنها را تشخیص ندهد. اما اگر به آن نمونه اولیه برای کاربردی بودن نیاز دارید؟ SLS راهی برای رفتن است. ما مشتریانی داشتیم که با قطعات SLA به ما مراجعه کردند که اولین باری که آنها را آزمایش کردند شکستند، زیرا رزین خیلی شکننده است. قطعات SLS همسانگرد هستند - به این معنی که قدرت آنها در هر جهت یکسان است. قطعات SLA اغلب ناهمسانگرد هستند، بنابراین در امتداد خطوط لایه ضعیف‌تر هستند، که آنها را برای هر چیزی که کشیده یا فشار می‌آورد بی‌استفاده می‌کند.
هزینه و مقیاس پذیری یکی دیگر از موارد مهم است، به خصوص اگر به فکر فراتر رفتن از نمونه های اولیه هستید. SLA برای دسته های کوچک، مانند 1-10 قطعه، عالی است، اما با اضافه کردن بیشتر، هزینه هر قطعه به دلیل رزین و پردازش پس از آن بالا می رود. SLS برای دسته های متوسط تا بزرگ نیز مقرون به صرفه تر است. به دلیل پشتیبانی پودری داخلی، می‌توانید قطعات بیشتری را در یک تخت ساخت واحد لانه کنید—ما جاهایی داشتیم که در آن 50 قطعه کوچک کاربردی را در یک چاپ SLS جمع کردیم، که مانند 5 کار SLA جداگانه را می‌گیرد. این یک پیروزی بزرگ برای شرکت هایی است که از نمونه های اولیه به تولید کم حجم می روند.
صبر کنید، برای انصاف باید جنبه های منفی هر کدام را نیز بیان کنم. معایب بزرگ SLA: محدود به رزین است، قطعات نیاز به پس پردازش (شستشو، پخت) دارند، تکیه‌گاه‌ها می‌توانند آثاری از خود به جا بگذارند و نیاز به سنباده زدن داشته باشند، و قطعات بسیار کم‌دوام هستند. با این حال، SLS کامل نیست - قطعات به اندازه SLA ترد نیستند (مگر اینکه درجه پودر خوب دریافت کنید)، و پس از پردازش (پودر انفجاری) می‌تواند بافتی جزئی روی سطح ایجاد کند که برخی از مشتریان آن را برای قطعات آرایشی نمی‌خواهند. همچنین، اگر چیزی فوق‌العاده کوچک می‌سازید، SLA ممکن است نسبت به SLS با آن جزئیات بهتر کار کند.
بگذارید یک مثال واقعی برای شما بزنم. سال گذشته یک مشتری از صنعت خودرو به ما مراجعه کرد. آنها به یک براکت کوچک برای داخل خودرو نیاز داشتند – چیزی که بتواند در برابر تغییرات دما، لرزش و باز و بسته شدن مکرر مقاومت کند. آنها در ابتدا یک نمونه اولیه از یک سرویس SLA دریافت کردند و زمانی که اولین پیچ را سفت کردند شکست. آنها به چاپ SLS ما با PA12 روی آوردند، و این براکت هنوز در خودروهای آزمایشی آنها 6 ماه بعد قوی است. یکی دیگر از مشتریان در حال ساخت یک جواهر سفارشی برای Kickstarter بود—آنها به جزئیات بسیار ظریف برای حکاکی ها نیاز داشتند، بنابراین با SLA رفتند، که خطوط واضحی را که برای عکس های بازاریابی می خواستند ارائه کرد. این نکته کلیدی است: همه چیز به آنچه شما نیاز دارید این قطعه را انجام دهید خلاصه می شود.
اگر هنوز مطمئن نیستید که کدام یک برای پروژه شما مناسب است، بیایید برگه تقلب سریع را خلاصه کنیم: اگر به جزئیات فوق العاده بالا، یک قطعه آرایشی که استرس زیادی نمی کشد، یا یک نمونه اولیه کوچک برای بررسی مفهومی نیاز دارید، با SLA بروید. اگر به یک قطعه کاربردی، دوام، هندسه پیچیده، تولید دسته ای یا چیزی که نیاز به استفاده در دنیای واقعی دارد، با چاپ SLS بروید. و اگر کنجکاو هستید که فرآیندهای SLS خاص ما چگونه کار می کند - مانند چاپ PA12 یا گزینه های نایلون پر شده با شیشه SLS یا حتی چاپ فیوژن Multijet به عنوان جایگزین - فقط آن پیوندهایی را که ذکر کردم بررسی کنید. آنها به جزئیات بیشتری در مورد مواد، مشخصات قطعات و نحوه عملکرد هر سرویس می پردازند.
در پایان روز، من به اندازه کافی این کار را انجام داده ام تا بدانم که انتخاب فناوری چاپ سه بعدی مناسب فقط به مشخصات مربوط نمی شود - بلکه در مورد دریافت بخشی است که در واقع برای پروژه شما کار می کند. ما به‌عنوان یک تامین‌کننده چاپ SLS، با همه از استارت‌آپ‌ها گرفته تا شرکت‌های تولیدی بزرگ کار می‌کنیم، و وظیفه ما این است که به آنها کمک کنیم تا این تماس را بدون توجه به هر اتفاقی انجام دهند. اگر در حال برنامه‌ریزی پروژه‌ای هستید، سؤالی در مورد مواد دارید یا می‌خواهید برای یک قطعه SLS یا نمونه اولیه پیشنهادی دریافت کنید، در تماس با آن درنگ نکنید. ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم از اشتباهاتی که بسیاری از افراد با اختلاط SLA و SLS مرتکب می‌شوند اجتناب کنید.
برای اطلاعات بیشتر در مورد فرآیندهای تولید افزودنی، آزمایش قطعات و خواص مواد، این مراجع را بررسی کنید:
- گیبسون، آی، روزن، دی، و استاکر، بی. (2015). فن آوری های ساخت افزودنی: پرینت سه بعدی، نمونه سازی سریع، و ساخت دیجیتال مستقیم. اسپرینگر.
- ASTM International. (2021). اصطلاحات استاندارد برای ساخت افزودنی – اصول کلی – اصطلاحات (ASTM F2792-21).
- خو، ZX، و همکاران. (2015). مروری بر مواد و فرآیندهای زینترینگ لیزری انتخابی. مجله تولید و فرآوری مواد، 1(1)، 4.
- انجمن توسعه و مدیریت محصول (2020). نمونه سازی سریع در توسعه محصول: راهنمای عملی PDMA.