Stereolitografi (SLA):Panduan Komprehensif tentang Teknologi, Bahan, dan Manfaat Pencetakan 3D

SLA (Stereolithography) adalah salah satu teknologi pencetakan 3D pertama yang dikomersialkan. Ini menggunakan akrilik atau resin lain yang harus disembuhkan menggunakan laser ultraviolet (UV). Teknologi telah ditafsirkan ulang dalam berbagai cara. Pemilihan bahannya juga telah berkembang secara signifikan—kini Anda dapat menemukan opsi resin yang kaku, fleksibel, tahan panas, tahan bahan kimia, biokompatibel, dan lainnya. Xometry langsung mengutip proses ini, dan telah melakukannya sejak tahun 2018. Ini adalah salah satu proses pencetakan 3D kami yang paling populer.

Proses SLA mengambil model 3D suatu komponen dan menjadikannya plastik padat. Model komputer pertama-tama “diiris” secara digital menjadi beberapa lapisan sehingga printer dapat menyatukan setiap irisan secara metodis dengan irisan sebelumnya. Mesin SLA mencetak suku cadang prototipe, komponen uji, alat bantu medis, peralatan, benda uji kosmetik, dan banyak lagi.

Artikel ini memberikan pemahaman latar belakang tentang keunggulan teknologi SLA, material, aplikasi, dan banyak lagi.

Apa itu Pencetakan 3D SLA?

SLA adalah proses pencetakan 3D yang menggunakan laser UV pemindaian untuk menyembuhkan lapisan permukaan resin fotosensitif. Resin disuplai dalam bak mandi, dan, pada sebagian besar mesin SLA, komponennya dibuat terbalik. Dengan setiap lapisan, pelat pembuat akan bergerak ke atas, sehingga tampak seolah-olah bagian tersebut tumbuh dari polimer cair. Mesin juga harus mencetak struktur pendukung yang diperlukan untuk mendukung overhang dalam desain. 

Fotopolimer peka UV yang digunakan dalam proses ini secara kolektif disebut sebagai ‘resin’. Mereka adalah monomer akrilik yang dikatalisis foto yang menjadi berikatan silang ketika terkena sinar laser UV. Prinsip ini memungkinkan mesin membuat detail sekecil lebar sinar laser. 

Model SLA terkadang dicetak dalam keadaan sembuh sebagian. Model-model ini memerlukan pasca-pemrosesan berupa paparan sinar UV ekstra untuk menyelesaikan proses ikatan silang. Langkah proses tambahan ini membantu menghilangkan resin yang mengeras sebagian yang tidak sepenuhnya mengeras akibat hamburan balik dan difraksi sinar UV. Baik dilakukan pasca-curing atau tidak, semua bagian harus dicuci setelah pencetakan selesai untuk menghilangkan resin permukaan. Pencucian umumnya dilakukan dalam rendaman alkohol isopropil. Pelepasan perancah pendukung yang dicetak dilakukan setelahnya.

Untuk informasi lebih lanjut, lihat artikel kami tentang segala hal tentang pencetakan 3d.

Tag cetak SLA

Apa yang dimaksud dengan Sumber Cahaya Pencetakan 3D SLA?

Sumber cahaya pencetakan 3D SLA adalah laser UV yang bertindak sebagai mekanisme pengawetan mesin stereolitografi. Sumber cahaya ini disesuaikan secara tepat dengan katalis yang digunakan dalam resin. Namun, produsen yang berbeda menggunakan panjang gelombang yang berbeda. Laser SLA yang paling umum adalah sistem dioda laser dengan panjang gelombang 395 µm. Ini menghasilkan daya 300-500 mW dalam pancaran yang dikolimasi hingga diameter sekitar 300 µm. Berbagai sumber cahaya laser lainnya dapat ditemukan di beberapa peralatan, dengan katalis yang disesuaikan dengan rentang frekuensinya. Jenis sumber cahaya UV lainnya digunakan dalam stereolitografi seluruh lapisan. Lampu ini menggunakan proyektor yang terbuat dari cermin mikroskopis (dalam hal pemrosesan cahaya digital atau printer DLP) atau masker LCD (biasanya disebut sebagai stereolitografi bertopeng atau MSLA).

Di mana Pencetakan 3D SLA Digunakan?

SLA 3D Printing digunakan untuk aplikasi seperti:

• Pembuatan Prototipe: Karena dapat menyertakan detail halus, komponen yang dicetak SLA dapat digunakan sebagai model uji teknik.
• Manufaktur: SLA menciptakan komponen fungsional untuk situasi yang tidak menuntut banyak ketahanan terhadap stres.
• Teknik dan desain produk: Suku cadang SLA dapat diselesaikan dengan tangan dan dicat untuk menghasilkan prototipe pra-perkakas yang berkualitas.
• Perhiasan: Mesin SLA dapat membuat artikel uji kosmetik untuk pembuat perhiasan.
• Pekerjaan gigi: SLA dapat membuat berbagai produk kedokteran gigi, termasuk jaringan lunak, gigi, bahan implan tulang, dan rongga pengecoran untuk cetakan poliuretan dan silikon.
• Perawatan Kesehatan: Proses SLA dapat memproduksi implan medis menggunakan bahan khusus.

SLA — serta pencetakan DLS karbon dan PolyJet 3D — menggunakan resin cair pengawetan foto, bukan bubuk atau filamen. Lapisan resin cair yang sangat tipis, sangat rata, dan sangat padat disebarkan pada setiap lapisan. Oleh karena itu, meskipun dengan ketebalan lapisan yang sama, cetakan SLA akan memiliki permukaan akhir yang jauh lebih halus tanpa bekas ekstrusi atau lapisan permukaan berbentuk tepung.

Christian Tsu-Raun

Ketua Tim, Kutipan Manual

Bahan Apa yang Digunakan dalam Pencetakan 3D SLA?

Printer 3D SLA dapat mencetak menggunakan bahan berikut:

1. Resin akrilik serbaguna: Bahan-bahan ini tersedia dalam berbagai ketangguhan dan transparansi.
2. Elastomer poliuretan fleksibel: Digunakan untuk komponen fleksibel.
3. Poliuretan kaku: Bahan ini memiliki nilai kosmetik yang baik, lebih tahan lama dibandingkan bahan untuk keperluan umum, dan sangat cocok untuk uji coba produk atau prototipe.
4. Resin kaku :Ini stabil secara kimia dan termal serta cocok untuk bagian uji teknik.
5. Resin gigi dan medis: Resin ini aman secara medis dan dapat dibuat lebih cepat, hasil akhir berkualitas, dan benda transparan seperti pelindung mulut, belat, dll.
6. Resin ESD: Resin ini cocok untuk membuat jig yang aman secara elektrostatis untuk produksi.

Logo SLA Xometry dibuat dengan bahan Accura Xtreme Grey

Kapan Pencetakan 3D SLA Pertama Kali Digunakan?

Pencetakan SLA 3D pertama kali dibuat pada tahun 1980-an oleh Hideo Kodama. Dia adalah orang pertama yang menggunakan polimer yang diawetkan dengan sinar UV untuk 'mencetak' irisan tipis plastik dari rendaman resin yang tidak diawetkan. Pada tahun 1984, Chuck Hull menamai proses tersebut stereolitografi dan mendapatkan paten. Paten ini melindungi “metode pembuatan objek 3D” dengan melapisi “potongan” objek secara berurutan dan saling terikat.

Laser UV pada mesin ini berperan penting dalam menghasilkan detail yang presisi dengan resolusi yang ketat. Ini memindai seluruh permukaan kolam resin, menginduksi ikatan silang di dalam material. SLA mewakili proses manufaktur aditif pertama yang berhasil menggunakan irisan berlapis. Teknologi ini diperkenalkan ke pasar pada pertengahan hingga akhir tahun 80-an di bawah perusahaan, 3D Systems.

Cara Kerja Pencetakan 3D SLA

Pencetakan SLA 3D bekerja dengan menggerakkan laser UV pada bidang XY. Sinar UV memicu katalis dalam resin monomer cair. Pelat cetak dimulai dari permukaan kumpulan resin, dan daerah tempat laser mengenai resin dan permukaan pelat padat kemudian dipolimerisasi dan ditempelkan ke pelat pembuat. Setelah 'lapisan' tersebut selesai, pelat pembuat akan bergerak ke atas, sehingga lapisan berikutnya dapat menempel pada lapisan sebelumnya. Dengan mengulangi proses ini, bagian tersebut akan tampak tumbuh keluar dari kolam cairan. Pencetakan biasanya dimulai dari bagian bawah bagian, dan bagian tersebut dicetak terbalik. 

Setelah dilepas, bagian tersebut harus dicuci untuk menghilangkan resin yang belum diawetkan. Elemen perancah pendukung apa pun kemudian dapat dipotong. 

Apa yang dimaksud dengan Parameter Cetak Pencetakan SLA?

Parameter pencetakan mesin SLA biasanya ditetapkan oleh produsen. Hanya orientasi bagian dan tinggi lapisan yang dapat diubah. Tabel 1 di bawah menunjukkan perbandingan dua orientasi umum printer SLA:

Pengaturan Printer SLA Bawah-atas (Desktop) Printer SLA Top-down (Industri)

Pengaturan

Tinggi lapisan pada umumnya

Printer SLA dari bawah ke atas (Desktop)

25 hingga 100 mikron

Printer SLA Top-down (Industri)

25 hingga 150 mikron

Pengaturan

Akurasi dimensi

Printer SLA dari bawah ke atas (Desktop)

± 0,5% (batas bawah:± 0,010 hingga 0,250 mm)

Printer SLA Top-down (Industri)

± 0,15% (batas bawah:± 0,010 hingga 0,030 mm)

Pengaturan

Ukuran bangunan

Printer SLA dari bawah ke atas (Desktop)

Hingga 145 x 145 x 175 mm

Printer SLA Top-down (Industri)

Hingga 1500 x 750 x 500mm

Tabel 1. Karakteristik Printer SLA

Apa yang Membedakan Pencetakan 3D SLA?

SLA dibedakan dari sistem dan proses pencetakan 3D lainnya melalui beragam bahan dengan sifat dan kualitas kosmetik yang sangat beragam. Materi SLA telah meningkat dan terdiversifikasi secara signifikan sejak pertama kali muncul di pasar. Faktor pembeda lainnya untuk SLA adalah penyelesaian permukaannya—salah satu standar tertinggi di industri. Mesin SLA terbesar dirancang untuk industri otomotif dan dapat membuat panel seluruh bodi, dasbor, dll.

Opsi Apa Saja yang Tersedia untuk Pasca Pemrosesan SLA?

Pasca-pemrosesan SLA dimulai dengan menghilangkan resin 'basah' yang tidak diawetkan. Printer bottom-up harus dikosongkan sebelum pasca-pemrosesan, sedangkan peralatan top-down tidak memerlukan penundaan seperti itu. Namun dalam kedua kasus tersebut, bagian-bagiannya harus dicuci untuk menghilangkan sisa cairan. Meskipun pencucian bilik semprot manual masih umum dilakukan, solusi otomatis dipasarkan untuk tahap pencucian ini. Beberapa resin memerlukan pasca-pengeringan tambahan di bawah radiasi UV. Setelah selesai, perancah pendukung kemudian dilepas secara manual atau dengan peralatan otomatis. Pada titik ini, model biasanya dianggap lengkap. Pemrosesan lebih lanjut seperti pengamplasan atau pengecatan biasanya bertujuan untuk meningkatkan tampilan kosmetik bagian tersebut.

Apa Saja Manfaat Pencetakan 3D SLA?

Pencetakan SLA 3D menawarkan berbagai keuntungan. Hal ini ditunjukkan pada Tabel 2:

Manfaat

Manfaat

Sifat material

SLA memiliki beragam properti material, bergantung pada pemasoknya.

Manfaat

Fleksibilitas

Hanya sedikit proses pencetakan 3D yang dapat menawarkan bahan pseudo-elastomer, namun SLA adalah pilihan yang baik untuk hal tersebut. 

Manfaat

Bagian permukaan selesai

SLA menghasilkan suku cadang dengan permukaan akhir yang bagus. Bahan ini cocok untuk hasil akhir berspesifikasi tinggi dan juga mudah menerima cat.

Manfaat

Detail bagian yang halus

SLA cocok untuk detail halus selama peralatan, resin, dan penyedia layanan yang tepat dipilih. Fitur hingga 0,1 mm mudah dicapai.

Manfaat

Keseragaman resolusi

SLA memiliki resolusi tinggi di sepanjang sumbu Z tetapi kurang di XY. Kehati-hatian dalam pemilihan proses dan orientasi pembangunan adalah hal yang penting.

Manfaat

Produksi bagian yang kompleks

SLA dapat mereproduksi bagian kompleks secara akurat.

Manfaat

Permukaan melengkung

Z-step pada permukaan melengkung hampir tidak terdeteksi.

Manfaat

Proses pencetakan

Proses pencetakan bisa cepat, dengan asumsi keseluruhan bagian tidak terlalu tinggi di sepanjang sumbu Z printer.

Tabel 2. Manfaat Pencetakan 3D SLA

Apa Saja Kekurangan Pencetakan 3D SLA?

Kekurangan mesin SLA ditunjukkan pada Tabel 3:

Kekurangan Deskripsi

Kekurangan

Biaya suku cadang yang tinggi

Deskripsi

Resin cetak berharga $200 per liter.

Kekurangan

Ketahanan aus

Deskripsi

Sebagian besar material SLA berkinerja buruk dalam situasi abrasi atau gesekan, sehingga material tersebut tidak boleh digunakan dalam perangkat bergerak. Material SLA berkekuatan tinggi lebih baik tetapi harganya lebih mahal.

Kekurangan

Biaya peralatan yang tinggi

Deskripsi

Mesin SLA industri berharga $200.000 sedangkan mesin desktop yang kurang mampu mulai dari $3.750.

Kekurangan

Sistem berbasis laser

Deskripsi

Sistem berbasis laser memerlukan pemantauan dan pelatihan keselamatan yang sangat cermat.

Kekurangan

Menuntut perawatan mesin

Deskripsi

Laser dan resin cair membuat perawatan mesin menjadi sulit atau menantang untuk dilakukan.

Kekurangan

Resolusi berbeda

Deskripsi

Karena resolusi pada bidang X-Y berbeda dengan resolusi pada sumbu Z, beberapa detail halus mungkin tidak terlihat benar.

Kekurangan

Sifat material selektif

Deskripsi

Komponen yang terbuat dari resin yang lebih sederhana dan umum cenderung rapuh dan dapat merembes di bawah beban yang stabil.

Tabel 3. Kekurangan Pencetakan 3D SLA

Apakah Pencetakan 3D SLA Cocok untuk Komponen atau Proyek Anda?

Dalam kebanyakan kasus, jawabannya adalah ya. Pencetakan SLA 3D cocok untuk berbagai macam proyek. Operator harus memilih bahan yang tepat untuk pekerjaan itu. Namun tugas memilih teknologi pencetakan 3D adalah proses yang sulit; banyak gaya memiliki persyaratan dan kemampuan yang tumpang tindih. SLA paling cocok untuk komponen yang memerlukan permukaan halus, detail halus, dan resolusi tinggi.

Ringkasan

Xometry menyediakan berbagai kemampuan manufaktur termasuk layanan Pencetakan 3D Stereolitografi (SLA) dan layanan bernilai tambah untuk semua kebutuhan pembuatan prototipe dan produksi Anda. Minta penawaran harga instan hari ini.

Penafian

Konten yang muncul di halaman web ini hanya untuk tujuan informasi. Xometry tidak membuat pernyataan atau jaminan apa pun, baik tersurat maupun tersirat, mengenai keakuratan, kelengkapan, atau validitas informasi. Parameter kinerja apa pun, toleransi geometrik, fitur desain spesifik, kualitas dan jenis bahan, atau proses tidak boleh dianggap mewakili apa yang akan dikirimkan oleh pemasok atau produsen pihak ketiga melalui jaringan Xometry. Pembeli yang mencari penawaran suku cadang bertanggung jawab untuk menentukan persyaratan khusus untuk suku cadang tersebut. Silakan lihat syarat dan ketentuan kami untuk informasi lebih lanjut.

Dekan McClements

Dean McClements adalah lulusan B.Eng Honors di bidang Teknik Mesin dengan pengalaman lebih dari dua dekade di industri manufaktur. Perjalanan profesionalnya mencakup peran penting di perusahaan terkemuka seperti Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace, dan Hyster-Yale, tempat ia mengembangkan pemahaman mendalam tentang proses teknik dan inovasi.

Baca lebih banyak artikel oleh Dean McClements