SLA 3D printing และวัสดุการพิมพ์

Stereolithography หรือ SLA คือ เทคโนโลยีการขึ้นรูปชิ้นงานด้วยเรซิ่น ด้วยความหลากหลายของเรซิ่นทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนพลาสติกที่มีความละเอียดสูง ความแม่นยำสูง และพื้นผิวที่เรียบ มักถูกเลือกใช้ในในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย อาทิเช่น ทันตกรรมและการแพทย์ เครื่องประดับ เป็นต้น

ในบทความนี้จะรวบรวมเกี่ยวกับวัสดุ SLA ที่ใช้บ่อยที่สุด และข้อได้เปรียบที่สำคัญของ SLA อีกทั้งยังแนะแนวทางปฏิบัติเพื่อช่วยให้คุณเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ

Stereolithography 3D printing - The Additive

การผลิตชิ้นงานต้นแบบโดยการใช้พอลิเมอร์ที่ไวต่อแสง เราจะเรียกกระบวนการนี้ว่า Photopolymerization

คือ การใช้รังสี UV ที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 300 นาโนเมตร ยิงไปบน Resin เพื่อสร้างเป็นชิ้นงานขึ้นทีละชั้นๆ

แต่ชิ้นงานที่มีความซับซ้อนหรือมีรูกลวง จำเป็นต้องสร้างSupport ขึ้นมาเพื่อรองรับชิ้นงานและทำการตัดออกในภายหลัง จึงจะได้ชิ้นงานที่สมบูรณ์

จุดเด่น :

• ผิวเรียบเหมือนแม่พิมพ์ฉีดผิวสำเร็จ

• คุณสมบัติที่ดี & รายละเอียดสูง

• ความแข็งสูง

จุดด้อย :

• ค่อนข้างเปราะ (การยืดตัวต่ำเมื่อขาด)

• ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุอาจเปลี่ยนแปลงหากได้รับรังสี UV มากเกินไป

• ไวต่อการคืบ

SLA 3D printing materials

- Standard SLA resins

เรซินมาตรฐาน เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ต้องการความแข็งสูง ความละเอียดสูง พื้นผิวที่เรียบเนียน และใช้ต้นทุนต่ำ มักจะถูกเลือกใช้สำหรับการสร้างชิ้นงานต้นแบบ โดยสีของเรซิ่นมีผลต่อคุณสมบัติของมัน อาทิเช่น เรซิ่นสีเทา เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ต้องการรายละเอียดดี และเรซิ่นสีขาว เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ต้องการพื้นผิวที่เรียบมาก

- Clear resin

เรซินใส ที่มีคุณสมบัติทางกลใกล้เคียงกับเรซินมาตรฐาน มีคุณสมบัติที่ดี มีรายละเอียดสูง และมีพื้นผิวชิ้นงานเรียบเนียน ทนต่อแรงกระแทกต่ำ มักนำไปใช้ทำเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก อาทิเช่น ตัวเรือน LEDs, อุปกรณ์ฟลูอิดมิก

- Engineering SLA resins

เรซินวิศวกรรม เพื่อให้วิศวกรมีคุณสมบัติทางวัสดุที่หลากหลายสำหรับการสร้างต้นแบบ การทดสอบ และการผลิต

โดยเรซินวิศวกรรมทั้งหมดจะต้องผ่านกระบวนการบ่มภายใต้แสง UV เพื่อให้ได้คุณสมบัติเชิงกลสูงสุด

- Tough resin ( วัสดุเหมือน ABS )

เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ต้องการวัสดุที่สามารถทนต่อความเครียดได้สูง ความต้านทานแรงดึงสูง 55.7 MPa และโมดูลัสความยืดหยุ่น 2.7 GPa เทียบเท่ากับวัสดุ ABS โดยชิ้นงานที่ได้จะมีความแข็งแรง ทนทานต่อการแตกหัก แต่ไม่เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีผนังบาง(แนะนำความหนาของผนังขั้นต่ำ 1 มม.)

- Durable resin ( วัสดุเหมือน PP )

เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ต้องการวัสดุที่สามารถทนต่อการสึกหรอได้ มีความยืดหยุ่นสูง แรงเสียดทานต่ำ และมีพื้นผิวที่เรียบ มีคุณสมบัติเชิงกลคล้ายกับโพรพิลีน (PP) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างต้นแบบสินค้าอุปโภคบริโภค, สแน็ปอิน, ข้อต่อและชิ้นงานที่เคลื่อนไหวโดยใช้แรงเสียดทานต่ำ

- Heat resistant resin

เหมาะสำหรับชิ้นงานที่ต้องการความเสถียรทางความร้อนสูงและใช้งานที่อุณหภูมิสูง ซึ่งมีอุณหภูมิการเบี่ยงเบนความร้อนระหว่าง 200-300 ° C อาทิเช่น ต้นแบบแม่พิมพ์อุปกรณ์ลมร้อน แม่พิมพ์หล่อ และเทอร์โมฟอร์ม

- Rubber

วัสดุเสมือนยางที่มีความอ่อนนุ่มต่อการสัมผัส ด้วยวัสดุนี้มีโมดูลัสแรงดึงต่ำ และ การยืดตัวสูง จึงเหมาะสำหรับชิ้นงานที่ต้องการใช้ความยืดหยุ่นสูง นอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้เพื่อเพิ่มคุณสมบัติที่เหมาะกับการทำงานให้กับการประกอบหลายวัสดุเช่นบรรจุภัณฑ์, แสตมป์, ต้นแบบที่สวมใส่ได้, มือจับ, overmolds และ grips

- Ceramic filled resin (Rigid)

เรซินแข็งจะเสริมด้วยแก้วหรืออนุภาคเซรามิกอื่น ๆ และส่งผลให้ชิ้นส่วนแข็งและแข็งมากกับพื้นผิวเรียบมาก ทนความร้อน มีโมดูลัสความยืดหยุ่นสูงและครีพต่ำ (ความต้านทานต่อการเสียรูปเมื่อเวลาผ่านไป) สูงกว่าวัสดุเรซินอื่น ๆ แต่มีความเปราะ

เหมาะสำหรับนำไปทำแม่พิมพ์และเครื่องมือ, จิ๊ก, ท่อ, ติดตั้ง, ตัวเรือนสำหรับการใช้งานไฟฟ้าและยานยนต์ เป็นต้น

Ceramic filled resin SLA 3D Printing ( Image courtesy : Formlabs )