В английской литературе обычно именуется кратко — SLA (сокращенно от Stereolithography). Этот метод стоит немного особняком от других, так как использует в качестве «строительного материала» не порошки, а фотополимеры в жидком состоянии. Именно эти замечательные вещества открыли невиданные доселе горизонты в сфере 3D-печати и не только. Что же они собой представляют?
Фотополимер — это вещество, изменяющее свои свойства под воздействием света, обычно ультрафиолетового. Т.е. в обычном состоянии (кстати говоря, не обязательно жидком) они хрупкие и податливые, а при попадании под УФ-излучение электромагнитного диапазона приобретают прочность. Продолжительность облучения и длина волны не может быть произвольной. Она рассчитывается в зависимости от конкретного материала, размеров объекта и условий окружающей среды. Под конкретные нужды подбирают различные источники излучения — лампы — дневного света, ртутные, аргоновые, импульсные, ксеноновые, светодиодные и т.д. Вспомните, как однажды стоматолог предлагал вам поставить световую пломбу.
Итак, в емкость с жидким фотополимером помещается сетчатая платформа, на ней будет происходить выращивание прототипа. Изначально платформа находится на такой глубине, чтобы ее покрывал тончайший слой полимера толщиной от 0.05 до 0.15мм — это и есть приблизительная толщина слоя в стереолитографии. Далее включается лазер, который воздействует на те участки полимера, которые соответствуют стенкам целевого объекта, вызывая их затвердевание. После этого вся платформа погружается чуть глубже, на величину, равную толщине слоя. Также в этот момент специальная щетка орошает участки, которые могли остаться сухими вследствие некоторого поверхностного натяжения жидкости.
Описание процесса достаточно сложное, поэтому просто посмотрите этот некрасивый, но весьма понятный gif.
По завершению построения объект погружают в ванну со специальными составами для удаления излишков и очистки. И, наконец, финальное облучение светом для окончательного отвердевания. Как и многие другие методы 3D-прототипирования, SLA требует возведения поддерживающих структур, которые вручную удаляются по завершении строительства.
Необходимо понимать, что из-за выборочного отвердевания накладываются жесткие двусторонние ограничения на компоненты и технологию процесса. Например, чем гуще смола изначально, тем легче её перевести в полимерное состояние, но и тем хуже её гидромеханические качества. Чем мощнее введенный в смолу фотоинициатор, тем меньшее время нужно слабому лазеру для засветки, но и тем меньшее время жизни у всего объёма смолы, так как он подвержен фоновой засветке. Именно золотая середина в технологии и компонентах является «ноу-хау» каждого производителя лазерных стереолитографов. Устройство и принцип действия таких машин у всех производителей идентичны, поэтому в любой SLA-машине возможно применение любого расходного материала после соответствующей настройки.
Одно из преимуществ 3D-печати методом SLA — скорость. Объекты возводятся в течения дня, хотя отдельные модели с особо сложной геометрией могут выращиваться до нескольких дней. Большинство SLA-машин работают с объектами размером примерно 50x50x60см, но есть и исключения. Бельгийская компания «Materialize» создала аппарат, способный создавать объекты размером до двух метров. Среди недостатков SLA обычно называют высокую стоимость как расходного материала — смолы (100-300$ за литр), так и самих машины (от 100,000$ до миллиона и выше).