ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการพิมพ์สามมิติ: เจาะลึกเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติ

การแนะนำ:
สาขาการผลิตแบบเติมแต่งและการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วได้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเนื่องมาจากการบุกเบิกเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติรู้จักกันในชื่อสเตอริโอลิโทกราฟี (SLA)ชัค ฮัลล์ ได้สร้าง SLA ซึ่งเป็นการพิมพ์ 3 มิติประเภทแรกสุดในช่วงทศวรรษ 1980 เราเอฟซีอีจะแสดงรายละเอียดทั้งหมดเกี่ยวกับขั้นตอนและการประยุกต์ใช้งานของการพิมพ์สามมิติในบทความนี้

หลักการของการพิมพ์สามมิติ:
โดยพื้นฐานแล้ว สเตอริโอลิโทกราฟี คือกระบวนการสร้างวัตถุสามมิติจากแบบจำลองดิจิทัลทีละชั้น ต่างจากเทคนิคการผลิตแบบเดิม (เช่น การกัดหรือการแกะสลัก) ที่เพิ่มวัสดุทีละชั้น การพิมพ์ 3 มิติ รวมถึงสเตอริโอลิโทกราฟี จะเพิ่มวัสดุทีละชั้น
แนวคิดหลักสามประการในการพิมพ์สามมิติ ได้แก่ การซ้อนแบบควบคุม การบ่มเรซิน และโฟโตพอลิเมอไรเซชัน

โฟโตพอลิเมอไรเซชัน:
กระบวนการใช้แสงกับเรซินเหลวเพื่อเปลี่ยนให้เป็นโพลีเมอร์ที่เป็นของแข็งเรียกว่า โฟโตพอลิเมอไรเซชัน
โมโนเมอร์และโอลิโกเมอร์ที่สามารถโฟโตพอลิเมอร์ได้มีอยู่ในเรซินที่ใช้ในการสเตอริโอลีโธกราฟี และจะเกิดพอลิเมอร์เมื่อสัมผัสกับแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ

การบ่มเรซิน:
ถังเรซินเหลวใช้เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ แท่นที่ก้นถังจะถูกจุ่มลงในเรซิน
โดยอิงตามแบบจำลองดิจิทัล ลำแสงเลเซอร์ UV จะทำให้เรซินเหลวแข็งตัวทีละชั้นในขณะที่สแกนพื้นผิว
ขั้นตอนการเกิดพอลิเมอไรเซชันเริ่มต้นด้วยการฉายแสง UV ลงบนเรซินอย่างระมัดระวัง ซึ่งจะทำให้ของเหลวแข็งตัวเป็นสารเคลือบ
การแบ่งชั้นแบบควบคุม:
หลังจากที่แต่ละชั้นแข็งตัวแล้ว แพลตฟอร์มการสร้างจะค่อยๆ ยกขึ้นเพื่อเปิดเผยและบ่มเรซินชั้นถัดไป
กระบวนการนี้ดำเนินการเป็นชั้นๆ จนกระทั่งได้วัตถุ 3 มิติเต็มรูปแบบ
การเตรียมแบบจำลองดิจิทัล:
การใช้ซอฟต์แวร์ออกแบบด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์ (CAD) จะสร้างหรือรับแบบจำลอง 3 มิติแบบดิจิทัลเพื่อเริ่มกระบวนการพิมพ์ 3 มิติ

การแบ่งส่วน:
แต่ละชั้นบาง ๆ ของแบบจำลองดิจิทัลจะแสดงภาพตัดขวางของวัตถุที่เสร็จสมบูรณ์ เครื่องพิมพ์ 3 มิติได้รับคำสั่งให้พิมพ์ชิ้นส่วนเหล่านี้

การพิมพ์:
เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ใช้ระบบสเตอริโอลีโธกราฟีจะรับโมเดลที่แบ่งเป็นชิ้นๆ
หลังจากจุ่มแพลตฟอร์มการสร้างลงในเรซินเหลวแล้ว เรซินจะได้รับการบ่มอย่างเป็นระบบทีละชั้นโดยใช้เลเซอร์ UV ตามคำแนะนำที่แบ่งส่วนไว้

หลังการประมวลผล:
หลังจากวัตถุได้รับการพิมพ์เป็นสามมิติแล้ว วัตถุนั้นจะถูกนำออกจากเรซินเหลวอย่างระมัดระวัง
การทำความสะอาดเรซินส่วนเกิน การบ่มวัตถุให้แข็งตัวอีกครั้ง และในบางสถานการณ์ การขัดหรือขัดเงาเพื่อให้ได้ผิวที่เรียบเนียนยิ่งขึ้น ล้วนเป็นตัวอย่างของกระบวนการหลังการประมวลผล
การประยุกต์ใช้งานของสเตอริโอลีโทกราฟี:
สเตอริโอลีโธกราฟีมีการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึง:

· การสร้างต้นแบบ: SLA ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วเนื่องจากความสามารถในการสร้างแบบจำลองที่มีรายละเอียดสูงและแม่นยำ
· การพัฒนาผลิตภัณฑ์: ใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อสร้างต้นแบบสำหรับการตรวจสอบและทดสอบการออกแบบ
· แบบจำลองทางการแพทย์: ในสาขาการแพทย์ มีการใช้สเตอริโอลีโธกราฟีเพื่อสร้างแบบจำลองกายวิภาคที่ซับซ้อนสำหรับการวางแผนและการสอนการผ่าตัด
· การผลิตแบบกำหนดเอง: เทคโนโลยีนี้ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนและส่วนประกอบที่กำหนดเองสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ

บทสรุป:
เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสมัยใหม่ที่ให้ความแม่นยำ ความเร็ว และความหลากหลายในการผลิตวัตถุสามมิติที่ซับซ้อน เกิดขึ้นได้จากเทคโนโลยีสเตอริโอลิโทกราฟี สเตอริโอลิโทกราฟียังคงเป็นองค์ประกอบสำคัญของการผลิตแบบเติมแต่ง (additive manufacturing) ซึ่งช่วยพัฒนานวัตกรรมในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมายตามความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี