O Que é e Como Funciona a Impressão SLA?

O que é SLA? Como funciona o SLA? O que significa sla e de onde vem o nome? Cobrimos todas as bases desta tecnologia impressionante e proeminente, incluindo vantagens e desvantagens, comparações e muito mais!

 

O que é Estereolitografia ou SLA?

A estereolitografia – mais comumente chamada de SLA – é uma das técnicas mais populares e difundidas no mundo da manufatura aditiva. O termo “SLA” vem de Estereolitografia, do grego “Stereon” (sólido), “Lithos” (pedra) e “graphy” (escrita) sendo a Stereolithography Apparatus (SLA), nada mais é do que a utilização de luz para solidificar uma resina fotossensível.

 

Objetos impressos através da estereolitografia. Fonte: Engitype.com

Ele funciona usando um laser de alta potência para endurecer a resina líquida que está contida em um reservatório para criar a forma 3D desejada. Em suma, este processo converte líquido fotossensível em plásticos sólidos 3D em uma camada-por-camada usando um laser de baixa potência e fotopolimerização.

O SLA é uma das três principais tecnologias adotadas na impressão 3D, juntamente com a modelagem de deposição fundida (FDM) e a sinterização seletiva a laser (SLS). Pertence à categoria de impressão 3D de resina. Uma técnica similar que geralmente é agrupada com o SLA é chamada de processamento de luz digital (DLP). Ele representa uma espécie de evolução do processo de SLA, usando uma tela de projeção em vez de um laser.

 

Estereolitografia:

A História do SLA

 

Uma figura da patente apresentada por Hull. Fonte: dewyseng.com

Apesar de ser menos popular que a tecnologia FDM, o SLA é, na verdade, a técnica de fabricação de aditivos mais antiga.

A tecnologia e o termo foram criados em 1986 por Chuck Hull, fundador da empresa de impressão 3D 3D Systems. Segundo ele, o SLA é um método de criação de objetos 3D por camadas sucessivas de “impressão”, pelo que ele se referia a um material fotossensível.

Em 1992, a 3D Systems criou o primeiro aparelho de SLA do mundo, que possibilitou a fabricação de peças complexas, camada por camada, em uma fração do tempo que normalmente levaria. O SLA foi a primeira entrada no campo de prototipagem rápida durante os anos 80 e continuou avançando em uma tecnologia amplamente utilizada.

 

Estereolitografia:

Componentes do SLA

 

Componentes SLA. Fonte: Manufactur3DMag.com

Cada impressora padrão SLA 3D é geralmente composta de quatro seções principais:

  • Um tanque preenchido com o fotopolímero líquido: A resina líquida é geralmente um plástico claro e líquido.

  • Uma plataforma perfurada imersa em um tanque: A plataforma é abaixada no tanque e pode se mover para cima e para baixo de acordo com o processo de impressão.

  • Um laser ultravioleta de alta potência

  • Uma interface de computador, que gerencia a plataforma e os movimentos do laser

 

Estereolitografia:

Como Funciona o SLA?

Processo de estereolitografia. 

Programas

Como é o caso de muitos processos de manufatura aditiva, a primeira etapa consiste em projetar um modelo 3D através do software CAD. Os arquivos CAD resultantes são representações digitalizadas do objeto desejado.

Se eles não forem gerados automaticamente como tal, os arquivos CAD deverão ser convertidos em arquivos STL. Linguagem de mosaico padrão (STL), ou “linguagem triangular padrão”, é um formato de arquivo nativo do software estereolitográfico criado pela Abert Consulting Group especificamente para a 3D Systems em 1987. Os arquivos STL descrevem a geometria da superfície do objeto 3D, negligenciando outras atributos comuns do modelo CAD, como cor e textura.

A etapa de pré-impressão é alimentar um arquivo STL em um software slicer 3D, como o Cura. Essas plataformas são responsáveis ​​pela geração do código G, a linguagem nativa das impressoras 3D.

Impressão 3D SLA

Quando o processo é iniciado, o laser “desenha” a primeira camada da impressão na resina fotossensível. Onde quer que o laser atinja, o líquido se solidifica. O laser é direcionado para as coordenadas apropriadas por um espelho controlado por computador.

Neste ponto, vale a pena mencionar que a maioria das impressoras SLA de desktop trabalha de cabeça para baixo. Ou seja, o laser é apontado para a plataforma de construção, que começa baixa e é incrementada.

Após a primeira camada, a plataforma é levantada de acordo com a espessura da camada (tipicamente cerca de 0,1 mm) e a resina adicional é permitida fluir abaixo da porção já impressa. O laser então solidifica a próxima seção transversal, e o processo é repetido até que toda a peça esteja completa. A resina que não é tocada pelo laser permanece no tanque e pode ser reutilizada.

Pós-processamento

Depois de terminar a polimerização do material, a plataforma sobe para fora do tanque e o excesso de resina é drenado. No final do processo, o modelo é removido da plataforma, lavado do excesso de resina e colocado em um forno UV para a cura final. A cura pós-impressão permite que os objetos atinjam a maior força possível e se tornem mais estáveis.

Processo alternativo:

Processamento digital de luz

Como mencionamos anteriormente, um descendente do SLA é o processamento de luz digital (DLP). Ao contrário do SLA, o DLP usa uma tela de projeção digital para exibir uma única imagem de cada camada em toda a plataforma. Como o projetor é uma tela digital, cada camada será composta de pixels quadrados. Assim, a resolução de uma impressora DLP corresponde ao tamanho do pixel, enquanto que com o SLA, é o tamanho do ponto do laser.

 

Estereolitografia:
Prós e Contras

Prós

  • O SLA é uma das técnicas de impressão 3D mais precisas do mercado.

  • Os protótipos podem ser criados com qualidade extremamente alta, com recursos detalhados (paredes finas, cantos afiados, etc…) e formas geométricas complexas. A espessura da camada pode ser reduzida a 25 μm, com tamanhos mínimos entre 50 e 250 μm.

  • O SLA fornece as mais rigorosas tolerâncias dimensionais de qualquer tecnologia de prototipagem rápida ou de fabricação aditiva: +/- 0,005 “(0,127 mm) para a primeira polegada e um adicional de 0,002” para cada polegada adicional.

  • As superfícies de impressão são suaves.

  • Os volumes de construção podem chegar a 50 x 50 x 60 cm³ sem sacrificar a precisão.

Contras

  • A impressão tende a demorar muito tempo.

  • Encostas íngremes e saliências requerem estruturas de suporte durante o processo de construção. Essas peças podem entrar em colapso durante as fases de impressão ou de cura.

  • As resinas são comparativamente frágeis e, portanto, não são adequadas para protótipos funcionais ou testes mecânicos.

  • O SLA oferece opções limitadas de material e cor, geralmente oferecendo material preto, branco, cinza e claro. As resinas são muitas vezes proprietárias e, portanto, não podem ser facilmente trocadas entre impressoras de marcas diferentes.

  • Os custos de impressão de SLA são comparativamente altos (por exemplo, máquina, materiais, ambiente de laboratório).

 

SLA vs FDM

No FDM, o filamento é alimentado através de uma extrusora quente e depositado camada por camada. Os materiais utilizados são tipicamente termoplásticos, mas podem ser misturados com outros elementos, incluindo madeira, metal e fibra de carbono. Essa é uma vantagem sobre o SLA, que tem apenas uma escolha limitada de materiais.

Enquanto na resolução FDM refere-se à precisão dos motores, no SLA depende do aperto do feixe de laser. É por isso que o SLA é capaz de produzir objetos de maior detalhe e precisão.

Um objeto impresso usando uma impressora FDM 3D é pós-processado removendo suportes (se houver) e suavizando superfícies. No SLA, as impressões são submersas em álcool isopropílico para remover o excesso de resina antes de serem submetidas à luz UV passiva para reforço extra. No entanto, o resultado final em geral não é tão forte quanto um produto do FDM.

Para uma comparação mais aprofundada, dê uma olhada no nosso artigo FDM vs SLA: Comparação de cada tecnologia na impressão 3D

O custo dos materiais é decisivamente menor para o FDM, uma vez que as impressoras são mais acessíveis e as bobinas de plástico são mais baratas do que a resina.

Em suma, se a alta precisão e um acabamento suave são prioridades, o SLA será a sua melhor aposta. Se o custo e (em menor escala) a durabilidade desempenhar um papel, use uma impressora FDM.

 

SLA vs SLS

A sinterização seletiva a laser (SLS) envolve uma abordagem totalmente diferente, embora também envolva o uso de um laser

Embora também use um laser, é muito mais poderoso. Isso porque, em vez de curar uma substância, o feixe aquece um pó a ponto de fundir suas partículas. Muitas vezes agrupadas com SLS são sinterização direta a laser de metal (DMLS) e fusão seletiva a laser (SLM), que são especificamente adaptadas a metais. O SLS normal funciona com polímeros como o nylon.

Em comparação com objetos feitos com outras tecnologias, as impressões SLS são especialmente fortes e duráveis. Além disso, como os suportes não são necessários no SLS, as impressões podem ser de geometrias complexas. O detalhamento pode ser razoavelmente alto com SLS, geralmente não pode ser comparado à precisão do SLA.

Para uma comparação mais aprofundada, confira nosso artigo SLA vs SLS: Tecnologias de impressão 3D comparadas

Por causa de seus lasers altamente energizados, as máquinas SLS incorporam tecnologia mais avançada, incluindo proteção especial contra radiação UV prejudicial. Isso resulta em impressoras mais caras, com poucas opções de desktop ou bancada disponíveis.

Além disso, os pós SLS são mais caros que os fotopolímeros líquidos.

Em suma, se a alta resistência mecânica e formas complexas são sua prioridade, e o custo é de menor importância, use uma impressora SLS. Caso contrário, o SLA é provavelmente sua melhor aposta.

 

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