Prima di entrare nell’argomento, divulghiamo innanzitutto cos’è la tecnologia di stampa 3D SLA? SLA (stereolitografia) è una comune tecnologia di stampa 3D che utilizza raggi laser ultravioletti per solidificare la resina fotoindurente liquida in oggetti solidi strato dopo strato. La tecnologia di stampa 3D SLA presenta i vantaggi di alta precisione, eccellente qualità della superficie e un'ampia gamma di opzioni di materiali ed è adatta per produrre prototipi, modelli e parti funzionali di alta precisione. Di seguito sono riportati i concetti principali della tecnologia di stampa 3D SLA:
1. Resina fotosensibile a 355 lunghezze d'onda: il materiale utilizzato nella stampa 3D SLA è la resina fotoindurente liquida, che è uno speciale polimero fotosensibile. Quando esposta a un raggio laser ultravioletto, la resina fotoinduribile subisce una reazione chimica, passando dallo stato liquido a quello solido.
2. Processo di fotopolimerizzazione: nella stampa 3D SLA, un raggio laser ultravioletto viene irradiato sulla superficie della resina fotopolimerizzabile strato per strato. Dopo che la resina fotopolimerizzabile riceve energia luminosa, si verifica una reazione di polimerizzazione e si solidifica. La piattaforma di stampa si sposta gradualmente verso l'alto e, dopo che ogni strato è stato irradiato, lo strato solidificato aderisce allo strato precedente, formando gradualmente l'oggetto tridimensionale desiderato.
3. Piattaforma di stampa: la piattaforma di stampa è una parte mobile della stampante 3D SLA, utilizzata per supportare e posizionare la resina fotopolimerizzabile. Man mano che ogni strato polimerizza, la piattaforma di stampa si sposta gradualmente verso l'alto, consentendo alla resina fotopolimerizzata di solidificarsi gradualmente in un oggetto solido nella posizione corretta.
4. Sistema di scansione: la stampante 3D SLA è dotata di un sistema di scansione ad alta precisione per controllare il posizionamento preciso del raggio laser ultravioletto. Il sistema di scansione irradia accuratamente il raggio laser nella posizione designata della resina fotopolimerizzata, ottenendo transizioni fluide tra gli strati e una stampa precisa.
5. Struttura di supporto: nella stampa 3D SLA, poiché la resina fotopolimerizzabile viene polimerizzata strato per strato, è necessaria una struttura di supporto per sostenere le parti a sbalzo e sospese dell'oggetto stampato per evitare deformazioni o collassi. Le strutture di supporto vengono generalmente ottenute aggiungendo supporti temporanei durante il processo di stampa, che devono essere rimossi una volta completata la stampa.
6. Post-elaborazione Una volta completata la stampa, sono necessarie fasi di post-elaborazione per migliorare la qualità della superficie e l'accuratezza dimensionale dell'oggetto stampato. La post-elaborazione in genere comporta la pulizia della stampa per rimuovere la resina non polimerizzata, seguita dalla polimerizzazione con luce o calore per garantire che l'oggetto stampato sia completamente polimerizzato.
L'applicazione delle stampanti 3D SLA
L'applicazione delle stampanti 3D SLA nella verifica di ricerca e sviluppo può migliorare l'efficienza del lavoro, ridurre i costi e fornire praticità e flessibilità per l'iterazione e il miglioramento della progettazione del prodotto. L’applicazione delle stampanti 3D SLA nella verifica di ricerca e sviluppo si riflette principalmente nei seguenti aspetti:
1. Prototipazione rapida: le stampanti 3D SLA possono convertire rapidamente i file di progettazione digitale in modelli fisici per produrre rapidamente prototipi di prodotto. Questi prototipi possono essere utilizzati per test funzionali, valutazione dell'aspetto e test dell'esperienza dell'utente, ecc., contribuendo a verificare il concetto di design e la fattibilità del prodotto.
2. Elevata precisione: la tecnologia di stampa 3D SLA può raggiungere precisione e dettagli molto elevati e può copiare accuratamente vari dettagli e curve nel file di progettazione. Ciò consente al prototipo stampato di essere molto vicino al prodotto finale, facilitando accurati test funzionali e verifica delle prestazioni.
3. Selezione diversificata dei materiali: le stampanti 3D SLA possono stampare utilizzando una varietà di materiali, inclusi materiali trasparenti, campioni di gomma, resina di grado tecnico, ecc. Il personale di ricerca e sviluppo può scegliere materiali appropriati in base alle diverse esigenze per soddisfare le esigenze di diversi tipi di campioni.
4. Iterazione e modifica rapide: poiché le stampanti 3D SLA possono produrre rapidamente prototipi e il costo di modifica è relativamente basso, il personale di ricerca e sviluppo può iterare e modificare rapidamente i progetti dei prodotti. Possono modificare rapidamente i progetti in base ai risultati dei test e al feedback degli utenti e ristampare nuovi prototipi per la verifica.
5. Ridurre i costi e i tempi di produzione: l'utilizzo delle stampanti 3D SLA per realizzare prototipi non richiede stampi di produzione o altri strumenti di produzione aggiuntivi, il che riduce notevolmente i costi e i tempi di produzione. Ciò consente al team di ricerca e sviluppo di condurre il lavoro di verifica in modo più efficiente e di accelerare il time-to-market del prodotto.
Perché i prototipi stampati in 3D devono essere utilizzati per la verifica durante la fase di progettazione del prodotto? L’importanza della verifica del prototipo di stampa 3D durante la fase di progettazione del prodotto si riflette nei seguenti aspetti:
1. Verifica della forma: attraverso la stampa di prototipi 3D, i progettisti possono convertire rapidamente i modelli di progettazione digitale in oggetti fisici per verificare se l'aspetto, la forma e le dimensioni del prodotto soddisfano i requisiti di progettazione. Ciò aiuta a rilevare errori o difetti di progettazione ed evitare inutili perdite nelle successive fasi di produzione.
2. Verifica della funzione: i prototipi di stampa 3D possono essere utilizzati per verificare la funzione del prodotto, inclusi assemblaggio, operabilità, prestazioni cinematiche, ecc. Attraverso operazioni effettive sul prototipo, è possibile valutare se le funzioni del prodotto soddisfano le aspettative di progettazione e identificare e risolvere potenziali problemi in modo tempestivo.
3. Iterazione rapida: i prototipi di stampa 3D hanno un ciclo di produzione breve e un costo relativamente basso e possono iterare e modificare rapidamente i progetti. I progettisti possono apportare le modifiche necessarie in base ai risultati della verifica del prototipo, quindi ristampare il prototipo per la verifica per ottenere un'ottimizzazione continua della progettazione del prodotto.
4. Risparmio sui costi: rispetto ai metodi di produzione tradizionali, i costi di produzione dei prototipi di stampa 3D sono inferiori. Inoltre, non è necessario realizzare stampi o altri strumenti personalizzati, risparmiando sui costosi costi di preparazione alla produzione. In questo modo, anche se sono necessarie più iterazioni, non verranno sprecati molti costi.
5. Migliorare l'efficienza della comunicazione: i prototipi di stampa 3D possono fornire al team di progettazione, al team di produzione e ai clienti un campione di prodotto specifico per facilitare la comunicazione e la comunicazione. Attraverso il prototipo fisico, tutte le parti possono comprendere in modo più intuitivo il concetto di design e le caratteristiche del prodotto ed è più facile raggiungere un accordo.
Pertanto, la verifica del prototipo di stampa 3D durante la fase di progettazione del prodotto può aiutare a migliorare la qualità del prodotto, accelerare i tempi di lancio del prodotto, ridurre i costi e migliorare l’efficienza della comunicazione tra i team. È un passo indispensabile e importante nel moderno processo di progettazione del prodotto.
