Vad är MSLA-utskrift? Fördelar och nackdelar

MSLA, eller Masked Stereo Lithography Apparatus, är en form av 3D-skrivare som vidareutvecklar tekniken Stereolithography Apparatus (SLA). Dessa skrivare bygger på att härda flytande hartser med ultraviolett ljus. Till skillnad från SLA-skrivare som använder en UV-laser för att rita varje lager, använder MSLA en stor UV-ljuskälla i kombination med en maskerad LED-skärm. MSLA-tekniken används inom olika områden, eftersom den snabbt kan producera stora mängder högkvalitativa objekt. Den här artikeln ger en grundlig introduktion till MSLA 3D-utskrift och jämför den med SLA-tekniken.

Vad är MSLA-utskrift?

Bild av ZMorph Fab 3D-skrivare från Pixabay

MSLA-utskrift är en 3D-utskriftsprocess där tredimensionella objekt skapas genom att successivt härda ljuskänsliga hartser. Denna metod lämpar sig väl för att massproducera objekt med god kvalitet, relativt snabbt och till ett lägre pris jämfört med många andra 3D-utskriftstekniker. Trots detta kan det höga priset på MSLA-skrivare begränsa användningen till vissa professionella användare. MSLA-skrivare är kapabla att skapa både stora och komplexa strukturer, och de kan även användas för att producera små serier och prototyper. Ett exempel är 3D-skrivaren Peopoly Phenom L.

Hur fungerar det?

Vid MSLA-utskrift placeras ett ljuskänsligt harts över en LCD-skärm och en LED-enhet, åtskilda av ett tunt lager fluorerad etylenpropylen (FEP) plast. LCD-skärmen kontrollerar ljusets exponering på hartset ovanför. Skärmen består av pixlar som definierar formen på varje lager, vilka styrs individuellt för att släppa igenom ljus. Detta mönster av pixlar möjliggör utskriftsprocessen genom att skapa ett lager på cirka 3-8 sekunder, varefter plattformen flyttas till nästa lager.

Varför välja MSLA-utskrift?

MSLA-tekniken kan vara ett bra val av flera anledningar:

• Överkomliga priser på både skrivare och hartser.
• Ger en slät och fin ytfinish.
• Möjliggör utskrift av komplexa detaljer.
• Brett utbud av material, inklusive flexibla, transparenta, keramiska och slagtåliga hartser.
• Hög utskriftsupplösning.
• Snabb batchutskrift.

MSLA-tryck inom smyckesdesign

MSLA-utskrift har revolutionerat smyckesindustrin genom att möjliggöra användning av vaxhartser som brinner bort rent vid gjutning. Traditionella metoder för lågvaxgjutning innebar en komplicerad process för att skära komplicerade mönster manuellt. Med MSLA kan dessa mönster skrivas ut snabbt och exakt, med hjälp av en CAD-fil av smycket.

MSLA-utskrift inom det medicinska området

Inom medicinen används MSLA 3D-utskrift för att skapa modeller med levande celler, en process kallad bioprinting. Denna metod används för att utveckla ben- och tandimplantat, konstgjorda kärlstöd och organställningar.

Material som används i MSLA-utskrift

MSLA 3D-utskrift använder specifika fotopolymerhartser som härdas under stark UV-belysning. De vanligaste hartserna är akrylat- eller epoxibaserade. Här följer en översikt över olika hartstyper:

• Slitstarkt harts: Ett böjligt och starkt material som liknar polypropen (PP), används för att skapa prototyper av snäpplås och kulleder.

• Tough Resin: Tål högt tryck under en kort tid. Dessa hartser är mycket styva och jämförs ofta med ABS-termoplast.

• Standardharts: Används för utskrifter som kräver hög upplösning och skärpa.

• Klarharts: Liknar standardharts men har bättre mekaniska egenskaper. Kan göras transparent med efterbearbetning.

För- och nackdelar med MSLA-utskrift

Foto av Gavin Allanwood på Unsplash

Låt oss undersöka fördelarna och nackdelarna med MSLA 3D-utskrift.

Fördelar:

• MSLA-skrivare härdar ett lager i taget utan att påverkas av lagrets tjocklek.
• Utskriftsplattformen rör sig på Z-axeln, till skillnad från SLA-skrivare som saknar rörliga delar i själva maskinen.
• Monokromatiska LCD-lampor skapar jämna tryckta ytor med bra gråskala.
• Hög utskriftsupplösning.

Nackdelar:

• Högre kostnad för utrustningen.
• Kräver en temperatur på 20 till 30 grader Celsius.
• Känsliga hartser riskerar att skadas eller härdas i förtid om de inte hanteras i svagt ljus eller mörker.
• Komplex och potentiellt hälsofarlig efterbearbetning; ohärdade hartser och utskrifter måste hanteras med handskar.
• Tvätt i alkohollösning och efterhärdning med UV-ljus under 10-15 minuter är nödvändigt.

Grundläggande om 3D-utskrift

Nu när du förstår MSLA-utskrift, ska vi ge en kort introduktion till grunderna för 3D-utskrift.

Vad är 3D-utskrift?

3D-utskrift är en form av additiv tillverkning, en teknik där objekt skapas genom att lägga till material. En datorstödd design (CAD) styr skrivaren för att producera tredimensionella objekt. Det finns olika 3D-utskriftstekniker och en mängd material att välja mellan.

Hur skriver man ut i 3D?

Foto av Minku Kang på Unsplash

3D-utskrift är en relativt enkel, datoriserad process. Här är en grundläggande beskrivning av stegen:

1. Skapa en CAD-fil med programvara som Autodesk Fusion, Onshape, med flera.

2. Exportera CAD-filen till en STL-fil, som är det universella filformatet för 3D-skrivare.

3. Ladda upp STL-filen i skrivarens programvara för skivning.

4. Gör eventuella ändringar i orientering, materialval och utskriftsinställningar. Programvaran delar automatiskt upp filen i lager.

5. Tryck på utskriftsknappen, och utskriftsprocessen startar med successiva lager.

3D-utskrift för nybörjare

Några viktiga detaljer som nybörjare bör känna till är hur utskriftsmekanismen fungerar. En 3D-skrivare använder tre axlar:

• X-axel: Rörelse från vänster till höger

• Y-axel: Rörelse framåt och bakåt

• Z-axel: Rörelse uppåt och nedåt

En extruder på X-axeln förser tryckbädden med material.

Typer av 3D-skrivare

De vanligaste 3D-skrivarna, baserade på olika tekniker, är:

1. Extrudering

Denna teknik används i följande typer av skrivare:

• Fused Filament Fabrication (FFF)
• Continuous Fiber Reinforcement (CFR)
• Atomic Diffusion Additive Manufacturing (ADAM)

2. Laserfusion

Laserfusion använder kraftfulla lasrar för att smälta samman pulveriserat material. Följande typer av skrivare använder laserfusion:

• Selective Laser Sintering (SLS)
• Selective Laser Melting (SLM)
• Direct Metal Laser Sintering (DMLS)

3. Ljushärdning

Denna teknik använder ljus för att härda lager. Följande typer av skrivare använder ljushärdning:

• Stereolithography (SLA)
• Direct Light Processing (DLP)

4. Pulverbindning

En snabbt växande 3D-utskriftsteknik som använder både plast och metall. Binder jetting är den enda skrivaren som använder denna metod.

Skillnaden mellan MSLA- och SLA-utskrift

Foto av ZMorph Allt-i-ett 3D-skrivare på Unsplash

MSLA är en vidareutveckling av SLA 3D-utskrift. De har liknande funktioner, men också viktiga skillnader som sammanfattas här:

MSLA-utskrift	SLA-utskrift
Hastigheten beror på antalet lager.	Hastigheten beror på antalet lager och mängden material i varje lager.
Snabbare lagerhastighet.	Ingen hastighetsfördel i lagerhastighet.
Utskriftsupplösningen styrs av LCD-skärmens upplösning.	Utskriftsupplösningen styrs av laserstrålens diameter.
Använder UV-ljus för att härda hartset.	Använder en spegel och laser för att härda hartset.
Snabbare utskriftshastighet.	Långsammare utskriftshastighet.
Relativt lägre utskriftsupplösning.	Hög utskriftsupplösning.
Exempel: Sonic Mini 4k.	Exempel: XYZPrinting Nobel 1.0 A.

Vanliga frågor (FAQ)

Q1. Hur mycket kostar MSLA-skrivare och harts?

Ans. Priset på MSLA-skrivare varierar beroende på funktioner, storlek och kapacitet, från $200 till $1100. Hartser kostar mellan $25-$40 per kilogram till $40-$150 per kilogram. Ytterligare, nödvändig utrustning kan kosta mellan $200-$400.

Q2. Vilken extra utrustning krävs med en hartsskrivare?

Ans. Den nödvändiga utrustningen för hartsskrivare och efterbearbetning inkluderar:

• STL-filer och skivningsprogramvara
• Ultraljudstvätt
• Nitrilhandskar
• Respirator
• UV-lampa
• Metalltratt

***

Denna guide har gett en översikt över MSLA 3D-utskrift och grunderna i 3D-utskrift. Förhoppningsvis har den besvarat dina frågor om skillnaden mellan MSLA- och SLA-tekniker. Vi hoppas att guiden var till hjälp för att förstå MSLA-utskriftsprocessen. Tveka inte att dela med dig av dina frågor och förslag i kommentarsfältet, och låt oss veta vilka ämnen du vill lära dig om i framtiden.