Estereolitografía. SLA.

La estereolitografía es un proceso de realización rápida de prototipos que utiliza la estratificación para la construcción de un modelo de diseño. La tecnología utiliza resinas líquidas fotopoliméricas que se solidifican expuestas a un rayo laser, este traza cada sección del modelo CAD sobre la superficie de una cuba de resina fotopolimérica, materializando así el modelo CAD de la parte, capa a capa.

Funcionamiento.

El proceso empieza con el elevador situado a una distancia de la superficie del líquido igual al grosor de la primera sección a imprimir. El láser sigue la superficie de la sección y su contorno.

Esquema de funcionamiento SLA. Fuente: Laboratory of Information Processing Science. Universidad de Helsinki. http://www.cs.hut.fi

Una vez solidificada esta sección, el elevador baja su posición para situarse a la altura de la siguiente lámina. Se repite dicha operación hasta conseguir la pieza final. Como consecuencia, la creación de los prototipos se inicia en su parte inferior y finaliza en la superior. El hecho de que la resina inicialmente se encuentre en estado líquido, conlleva la necesidad de generar, no sólo la geometría correspondiente a la pieza a crear, sino además, una serie de columnas que permitan soportar la pieza a medida que ésta se va generando. De no ser así las distintas capas o voladizos que son necesarios, caerían al no ser autosoportados por la resina líquida no solidificada. Para obtener unas características mecánicas óptimas de las piezas generadas, los prototipos son sometidos a un post-curado en un horno especial de rayos UVA.

A continuación se presentan algunos videos explicativos de la secuencia de fabricación de prototipado rápido por SLA:

Maquinaria de Estereolitografía.

Imagen obtenida en http://www.toybuilders.com

Imagen obtenida en http://www.milparts.net

Imagen de horno ultravioleta obtenida en http://www.rapidpro.com

Materiales:

Se usan resinas fotopoliméricas de diferentes propiedades que imitan las prestaciones de los termoplásticos

  • Resina blanca opaca tipo ABS Especial: pudiendo realizar infiltraciones para mejorar sus propiedades mecánicas, tanto a nivel de temperatura como de resistencia.
  • Resina translúcida

Aplicaciones:

Todos los sectores industriales u oficinas técnicas de desarrollo de producto que precisen de:

  • Necesidad de un prototipo funcional.
  • Prototipos fieles desde el punto de vista dimensional.
  • Prototipos de piezas pequeñas con un gran nivel de detalle.
  • Prototipos agradables al tacto y la vista
  • Prototipos fáciles de pintar, pulir y tratarlos en general.
  • Prototipos con acabados superficiales excelentes, por lo que son idóneos para piezas MASTERS para coladas al vacio en moldes de silicona.
  • Prototipos translúcidos para apreciar interferencias interiores.

Ventajas:

  • Es la tecnología más madura del mercado.
  • Es rápida.
  • Los prototipos son translúcidos, lo cual puede ser especialmente ventajoso para determinados proyectos, o para detectar interferencias interiores en conjuntos complejos.
  • Tiene una precisión dimensional y un acabado superficial especialmente destacable (precisión del 2%).
  • Esta técnica suele ser recomendable para piezas de dimensiones reducidas o que contengan pequeños detalles que han de definirse de manera muy clara.

Limitaciones:

  • Usa resinas caras, de mal olor y tóxicas que deben ser protegidas de la luz para evitar una prematura polimerización.
  • Estas pueden ser más frágiles y menos flexibles que en el Sinterizado. Prototipos sensibles tanto a la humedad ambiental como a la temperatura, excepto que se especifique previamente. Pueden sufrir alteraciones dimensionales con el paso del tiempo.
  • Necesita soportes que pueden afectar al acabado superficial.
  • En cuanto a las dimensiones: el espesor de las capas suele ser de 0,05mm y como los diámetros de los láseres de trabajo están en torno a los 0,65mm no se pueden reproducir espesores de pared más pequeños. El tamaño de la pieza se verá restringido por el tamaño de la cuba de trabajo de la máquina a usar.
  • Tamaño máximo de las piezas:
    • 19x19x25cm;
    • 25,5×25,5×25,5cm;
    • 51x51x60cm.

Consideraciones geométricas:

  • Es recomendable orientar la pieza para que no haya cambios bruscos en la sección que corresponde a cada capa, ya que si no se aprecia mucho el efecto escalera.
  • A la hora de fabricar es importante tener en cuenta los esfuerzos que se quieran aplicar a las piezas pues hay que evitar esfuerzos que tiendan a separar las capas.
  • Cuanta menos altura se utilice más económica será la pieza.

   ÍNDICE. 

Sistema Soliform de Teijin Seiki.

Fotopolimerización por luz ultravioleta. SGC.

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