Версия 1.0, 1.09.1999 г., перевод И.В. Шишковский


1.2.2 Общий процесс аддитивного производства

· Графический файл преобразуется в формат .STL файла.

· .STL файлы содержат сведения о всех сечениях данной модели, а также о,

  1. - всех составных частях модели (несколько .STL файлов может быть использовано)
  2. -величины допустимых отклонений по уровню на один слой полимера при опускании платформы, время успокоения на поверхности жидкого полимера после опускания платформы.

· Процесс стереолитографии

· Модель опускается (прибл. на 0.5"=1,3 мм) на некоторое время в течении которого ее поверхность заполняется неполимеризованной жидкостью, далее нивелирующее устройство удаляет излишки жидкого полимера с поверхности. (Заметим, что амплитуда колебаний жидкости должна быть заранее выверена)
· Модель опускается вниз, в то время как сфокусированный лазерный луч остается на поверхности полимера.
· При отверждении происходит усадка полимера. Эта усадка может привести к изменению объема жидкости в ванне и должна все время проверяться. В случае отклонения уровень восстанавливается.
· Толщины слоев составляют от 50 до 500 мкм. Это контролируется для определения, на какую величину опускать платформу. Чем тоньше отвержденные слои, тем точнее, "глаже" поверхность модели, но с другой стороны процесс идет дольше.
· Параметры лазерного излучения стабилизированы, но дефлектора позволяют управлять движение луча по x-y поверхности жидкости.

·Цикл синтеза таков:

· Когда модель готова, она поднимается над уровнем жидкости и ее излишки стекают.
· После выемки модели из ванны, она помещается в печь для дополнительного отверждения полимера
· Лазерная мощность составляет 10-200 мВ (чем она больше, тем быстрее идет процесс полимеризации)

  1. - в стереолитографии используются, в основном, He-Cd или Ar-ионный лазеры, работающие в области УФ излучения (длина волны 320-370 нм)

· Возможно использование самоподстраювающейся оптики для верификации фокусного расстояния до места обработки

· x-y дефлектора представляют собой два управляемые компьютером зеркала

· ванна с полимером обычно вмещает 20-200 литров. Выбор типа полимера также влияет на скорость синтеза.
·Фотополимер очень светочуствителен и токсичен. Поэтому ванна должна быть защищена от света и иметь проточную вентиляцию.
· В процессе пост-обработки использкется ультрафиолетовое излучение мощных ламп, которое окончательно отверждают полимер

  1. - время синтеза составляет час или более
  2. - после отверждения полимер теряет свою токсичность

· Преимущества,

  1. - установка полность автоматизирована и работает без вмешательства оператора
  2. - высокая точность воспроизведения модели
  3. - острые края моделей заполняются полимером, что уменьшает склонность к расслоению
  4. - большая популярность этого процесса

· Недостатки,

  1. - длительное время на пост-обработку (16 и более часов)
  2. - усадка полимера при отверждении приводит к деформациям формы поверхности, а следовательно уменьшает точность воспроизведения
  3. - химическая токсичность полимера и чистящих ванну средств
  4. - ограниченное колличество возможных для использования типов полимеров (высокая цена $100-200 за литр)
  5. - необходима высокая техническая подготовка персонала и затраты на обслуживание оборудования
  6. - необходимы при синтезе "переборки"
  7. - требуются работы по удалению этих перборок после синтеза

· Проблемы метода

  1. - уменьшение времени экспозиции для увеличения производительности процесса приводит к деформациям
  2. - большинство частей модели отверрждается до времени их непосредственной экспозиции за счет переоблучения слоев
  3. - смещение слоев за счет перекрытия проходов лазерного излучения при экспозиции а также за счет предыдущих экспозиций

· Номерклатура установок по стереолитографии фирмы 3D systems такова

· Установки чувствительны к вибрации

· Приложения

  1. - Отвержденные полимер слегка хрупок, поэтому в основном, можно использовать при концептуальном проектировании
  2. - Хорошо подходит для сборочного конструирования более сложных моделей, возможно нанесение слоя резины или металла (становится менее хрупок)
  3. - Используется в технологии литья по выплавляемым формам в качестве мастер-форм, эталон-моделей, для изготовления опоки из которой в последующем выпаривается, а в пустоты заливается расплав металла
  4. - Фирма Дюпон (Dupont) создала материал для стереолитографии, который обладает более высокой прочностью и менее хрупок

· Методом стереолитографии получены волокна высокой прочности. [Hyer, 1991]
· Удешевить процесс возможно использую в установке управление УФ излучением из оптоволокна.
· Модели больших размеров синтезируются по частям, а затем склеюваются. В качестве клея может быть тотже полимер, который отверждается под УФ лампой. Возможна добавка в полимер порошков металлов или керамики, что изменяет свойства полимера, но усложняет процесс.
· Широкая гамма отливок может быть создана по литьевым формам из полимерных эталон-моделей [Ashly, 1994].