SLA (Stereolithography / Stereolitografia)

SLA on yksi vanhimmista ja tarkimmista 3D-tulostusteknologioista. Se hyödyntää valokovettumista (vat photopolymerization), jossa nestemäistä fotopolymeerihartsia kovetetaan kerros kerrokselta UV-laserilla tai LCD-näytöllä. Menetelmä tuottaa erittäin yksityiskohtaisia kappaleita ja sileitä pintoja.

Kuinka se toimii

1. Hartsisäiliö: Nestemäinen fotopolymeerihartsi kaadetaan läpinäkyväpohjaiseen säiliöön.
2. Valotus: UV-laser (SLA) tai UV-valolähde maskaavan LCD-näytön läpi (mSLA) valottaa kerroksen muodon hartsiin.
3. Kovettuminen: Valolle altistunut hartsi kovettuu (polymerisoituu) välittömästi kiinteäksi muoviksi.
4. Alustan liike: Tulostusalusta nousee (tai laskee laitteesta riippuen) yhden kerroksen verran, jolloin uutta nestemäistä hartsia virtaa kovettuneen kerroksen alle.
5. Toisto: Prosessi toistetaan, kunnes kappale on valmis.

Keskeiset komponentit

Valonlähde ja optiikka

• UV-laser (SLA): Tarkka lasersäde piirtää kerroksen muodon piste pisteeltä.
• LCD-näyttö (mSLA/LCD): Maskaa UV-valon, jolloin koko kerros valottuu kerralla.
• DLP-projektori: Heijastaa kerroksen kuvan digitaalisella projektorilla.

Hartsijärjestelmä

• Hartsisäiliö (Vat): Astia, joka sisältää nestemäisen materiaalin.
• FEP/PFA-kalvo: Säiliön pohjassa oleva joustava ja läpinäkyvä kalvo, josta kovettunut hartsi irtoaa kerroksen vaihtuessa.
• Sekoitusmekanismi: Joissakin laitteissa on "pyyhkijä", joka pitää hartsin tasalaatuisena ja hapettaa sitä.

Liikkuvat osat

• Tulostusalusta: Metallinen alusta, johon tulostettava kappale kiinnittyy.
• Z-akseli: Moottori ja kiskot, jotka liikuttavat alustaa pystysuunnassa mikrometrin tarkkuudella.

SLA:n edut

Erinomainen laatu

• Korkea tarkkuus: Kerroskorkeus tyypillisesti 0,025–0,1 mm (25–100 mikronia).
• Sileät pinnat: Kerrosrajat ovat tuskin silmin havaittavissa.
• Hienot yksityiskohdat: Pystyy toistamaan pieniä tekstejä, korukuvioita ja teräviä kulmia.

Materiaaliominaisuudet

• Tiiviys: Kappaleet ovat täysin tiiviitä (ei huokoisuutta kuten FDM-tulosteissa).
• Läpinäkyvyys: Mahdollistaa optisesti kirkkaiden osien valmistuksen.
• Erikoissovellukset: Saatavilla bioyhteensopivia, joustavia ja valettavia hartseja.

Rajoitukset

Materiaalien käsittely

• Hauraus: Perushartsit ovat usein hauraampia kuin FDM-muovit (kuten ABS tai PETG).
• UV-herkkyys: Valmiit kappaleet voivat haurastua auringonvalossa ilman maalausta tai UV-suojausta.
• Sotkuisuus: Nestemäinen hartsi on tahmeaa ja vaatii huolellista suojautumista.

Työläs jälkikäsittely

• Pesu: Kappaleet on pestävä isopropanolilla (IPA) kovettumattoman hartsin poistamiseksi.
• Jälkikovetus: Lopullinen lujuus saavutetaan vasta erillisessä UV-uunissa tai auringonvalossa.
• Tukirakenteet: Tukien poisto jättää pintaan jälkiä, jotka on hiottava.

Tulostusprosessi

Esivalmistelu

1. Mallin asemointi: Kappale käännetään optimaaliseen asentoon imuvoimien minimoimiseksi.
2. Tuet: Ohjelmisto luo tukirakenteet, jotka pitävät kappaleen kiinni alustassa tulostuksen aikana.
3. Viipalointi (Slicing): Malli muutetaan kerroskuviksi ja tulostusparametrit (kuten valotusaika) määritellään.

Tulostus

1. Hartsin lisäys: Ravistettu hartsi kaadetaan säiliöön.
2. Käynnistys: Tulostin laskee alustan alas ja aloittaa valotuksen.
3. Valvonta: Varmista muutaman kerroksen jälkeen, että kappale on tarttunut alustaan.

Jälkikäsittely

1. Irrotus: Irrota kappaleet tulostusalustalta lastalla varovasti.
2. Pesu: Huuhtele osat isopropanolissa (IPA) tai pesulaitteessa (n. 5–10 min).
3. Tukien poisto: Leikkaa tukirakenteet irti sivuleikkureilla ennen lopullista kovetusta (materiaali on pehmeämpää).
4. Jälkikovetus: Altista kappale UV-valolle 2–10 minuuttia lopullisen kovuuden saavuttamiseksi.

Materiaalit

Standard-hartsit

• Perushartsi (Standard): Prototyypeille, figuureille ja yleiskäyttöön.
• Kova hartsi (Tough/ABS-like): Parempi iskunkestävyys, ei murru yhtä helposti.
• Joustava hartsi (Flexible): Kumimaiset ominaisuudet, palautuu muotoonsa puristuksen jälkeen.

Erikoishartsit

• Kirkas hartsi: Läpinäkyvät osat (vaatii kiillotuksen jälkikäteen).
• Korkean lämmönkeston hartsi: Muotit ja kuumille ilmavirroille altistuvat osat.
• Valettava hartsi (Castable): Korujen ja hammaslääketieteen valuprosesseihin (palaa tuhkattomasti).
• Keraaminen hartsi: Komposiittimateriaali, joka voidaan polttaa uunissa keraamiseksi kappaleeksi.

Sovellukset

Prototyypit

• Visuaaliset mallit: Tuotesuunnittelu ja muotoilututkielmat.
• Sovituskappaleet: Tarkat mitat mahdollistavat osien yhteensopivuuden testaamisen.

Tuotanto

• Korut: Tarkat valumallit (master patterns).
• Lääketiede ja hammashuolto: Porausohjaimet, hammasproteesit ja purentakiskot.
• Pienoismallit: Figuurit, pelihahmot ja keräilyesineet.

Turvallisuus

Kemiallinen turvallisuus

• Suojavarusteet: Käytä aina nitriilikäsineitä ja suojalaseja käsitellessäsi nestemäistä hartsia.
• Ilmanvaihto: Varmista hyvä ilmanvaihto, sillä hartsit erittävät hajuja ja VOC-päästöjä.
• Ihokosketus: Jos hartsia pääsee iholle, pese se välittömästi vedellä ja saippualla (ei alkoholilla, se ohentaa hartsia ja imeyttää sen ihoon).

Jätehuolto

• Nestemäinen hartsi: On ongelmajätettä. Älä kaada viemäriin.
• Kiinteä jäte: Kovetettu hartsi (esim. tukirakenteet ja talouspaperit, joissa on hartsia) voidaan hävittää sekajätteenä. Koveta kaikki jäte UV-valolla ennen roskiin heittämistä.
• Pesunesteet: Käytetty IPA on toimitettava vaarallisen jätteen keräykseen.

Kunnossapito

Säännöllinen huolto

• Hartsisäiliö: Tarkista FEP-kalvo naarmujen ja reikien varalta. Puhdista varovasti.
• LCD/Optiikka: Pidä näyttö ja lasipinnat pölyttöminä ja tahrattomina.
• Tulostusalusta: Pidä alustan pinta puhtaana ja tasaisena tarttuvuuden takaamiseksi.