Стереолитография — технология послойного изготовления деталей из жидких фотополимеризующихся композиций. Основой стереолитографии является локальное изменение фазового состояния однородной среды, то есть переход материала из жидкого состояния в твердое, в результате фотоинициированной в заданном объеме полимеризации, с помощью ультрафиолетового лазера.

Лазерная стереолитография (Stereolithography, SLA) — метод трёхмерной печати, запатентованный в 1986 году Чарльзом Халлом (Chuck Hull), основателем компании 3D Systems.  Халл, так же, является изобретателем открытого формата файлов STL (*.stl), изначально разрабатываемого для систем быстрого прототипирования, который де-факто стал стандартом в 3D-печати и поддерживается абсолютным большинством САПР и 3D-принтреров.

Рабочий процесс

1. Как и для всех 3D-принетров, объемная математическая модель (например, в формате STL, VRML, SCAD, OBJ, STEP, 3DS, Q3O, DXF и т.д.) предварительно “разрезается” на слои в специализированном программном обеспечении (слайсере).
2. Рабочая платформа полностью погружается в ванну с жидким фотополимером таким образом, что слой жидкости на платформе образует толщину фотополимера, необходимую для первого слоя получаемого изделия.
3. Далее, сфокусированный лазерный луч сканирует поверхность жидкого фотополимера по сечению контура слоя, заданного в слайсере, вызывая их затвердевание.
4. После построения первого слоя платформа опускается на толщину этого слоя, чтобы затвердевший слой покрылся еще одним жидким слоем полимера. Аналогичным образом лазер “засвечивает” следующий слой. Новый затвердевший слой будет нанесен на предыдущий и этот процесс будет повторяться до последнего слоя.
5. После отверждения последнего слоя, подъемный стол поднимается над уровнем смолы. Остается только снять деталь с платформы, промыть ее, очистить от поддержки.

_

В последних моделях 3D-принтеров рабочий процесс “перевернут”, т.е. рабочая платформа не опускается, а поднимается на толщину слоя.

Применение

Принтеры, использующие SLA технологию, имеют самое высокое разрешение печати среди аналогичного класса устройств, а минимальная толщина слоя SLA принтеров достигает 0,005 мм и позволяют создавать гладкие и прочные модели с тщательной проработкой мельчайших деталей.

Существует разновидность стереолитографии, разработанная в 1987 году израильской фирмой Cubital и получившая название Solid Ground Curing (SGC), отличающаяся способом засветки фотополимера.  Рабочий процесс в ранних моделях напоминал ксерокопирование, где на специальное стекло наносилась маска текущего слоя, а затем производилась его засветка сразу по всей поверхности с помощью ультрафиолетовой лампы. В современных SGC принтерах вместо маски используется DLP-матрица, а принтеры называют DLP 3D-принтерами. Разрешение печати такого аппарата уступает SLA-аналогам — минимальная толщина слоя достигает 0,02 мм.

Стериолитография широко применяется в автомобильной отрасли, производства бытовой техники, электроинструмента, медицине, точном литье, аэрокосмической промышленности, в производстве сувенирной продукции и детских игрушек.

Устройство и принцип действия таких машин у всех производителей идентичны, поэтому в любом SLA 3D-принтере возможно применение любого расходного материала после соответствующей настройки, если настройку произвести позволяет принтер. Габариты получаемых изделий варьируются в широких пределах от миллиметров до метров, так бельгийская компания Materialize создала аппарат, способный создавать объекты размером до двух метров в длину.