SLA در مقابل DLP: مقایسه‌ دو تکنولوژی چاپ سه‌بعدی

تکنولوژی‌های به‌کاربرده‌شده در چاپگرهای سه‌بعدی SLA (مخفف: Laser-Based Stereolithography، به‌معنی استریولیتوگرافی مبتنی بر لیزر) و چاپگرهای سه‌بعدی DLP (مخفف: Digital Light Processing، به‌معنی پردازش نوری دیجیتال) اصول مشابهی را دنبال می‌کنند؛ اما ازنظر خروجی می‌توانند به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای متفاوت باشند.

درک و شناخت نکات ظریف در هر فرایند چاپ سه‌بعدی به تجزیه‌وتحلیل آنچه می‌تواند ‌مورد انتظار یک کاربر از چاپ نهایی باشد، کمک می‌کند و اینکه چطور می‌توان ظرفیت هر نوع ماشین را به‌طور مؤثری به حداکثر رساند.

کلمه‌ی استریولیتوگرافی از دو واژه‌ی یونانی «استریو» به‌معنای جامد و «لیتوگرافی» به‌معنای چاپ سنگی می‌آید که یک نوع فناوری نوشتن با نور است. در چاپ‌های سه‌بعدی، استریولیتوگرافی تنها یک‌کار را انجام‌ می‌دهد: طراحی جامدات با کمک نور؛ بدین معنی که تکنولوژی SLA از نور برای تبدیل رزین مایع به‌یک شیء جامد به‌صورت لایه‌به‌لایه استفاده‌ می‌کند.

تعریف SLA و DLP به ما می‌گوید که‌‌ هردوی این تکنولوژی‌ها نوعی استریولیتوگرافی هستند؛ اما طراحی یک لایه با لیزر می‌تواند کاملاْ متفاوت از لایه‌های طراحی‌شده به‌عنوان یک تصویر صاف باشد. برای درک دقیق این موضوع تا پایان مقاله همراه ما باشید.

SLA و DLP

براساس اصطلاحات صنعتی رایج، زین‌پس به‌جای واژه‌ی «SLA مبتنی‌بر‌ لیزر» واژه‌ی SLA را به‌کار می‌بریم. برای هر دو تکنولوژی SLA و DLP، یک مخزن رزین مایع فوتوری‌اکتیو به‌صورت انتخابی درمعرض نور قرار می‌گیرد تا لایه‌های جامد بسیار نازک برای ساخت یک شیء تشکیل‌ شود.

چاپگرهای سه‌بعدی SLA که از دو موتور استفاده می‌کنند، با نام گالوانومتر یا گالوس شناخته می‌شوند. یکی از موتورها در جهت محور X و دیگری در جهت محور Y به‌سرعت مسیرهای پرتو لیزر را جهت چاپ دنبال می‌کنند و همان‌طور که پیش می‌رود مایع رزین را سخت می‌کنند. این فرایند طراحی لایه‌به‌لایه است که نقاط و خطوط را به‌عنوان مجموعه‌ای از مختصات تقسیم‌بندی می‌کند.

چاپگرهای سه‌بعدی DLP از یک صفحه‌ی نمایش پروژکتور دیجیتالی برای تاباندن یک تصویر واحد از هر لایه در سراسر پلتفرم به‌صورت یکباره استفاده می‌کنند. از آنجا که این پروژکتور یک صفحه‌ی دیجیتالی است، تصویر لایه‌ها از پیکسل‌های مربعی تشکیل می‌شود و درنتیجه، لایه‌های تولیدشده نیز از مربع‌های‌کوچک‌مستطیلی به‌نام واکسل ساخته خواهد شد.

واقعیت این‌ است‌ که واحدهای اصلی دو فرایند، اشکال متفاوتی‌ دارند که باعث می‌شود مقایسه‌ی ماشین‌های مختلف تنها با مشخصات عددی، کاری دشوار به نظر آید.

اندازه‌ی چاپ در مقابل سرعت

چاپگر DLP قادر است برخی از قطعات را در زمان سریع‌تری چاپ کند، به این دلیل که به‌جای‌اینکه به‌صورت لایه به لایه با لیزر طراحی شوند، کل لایه به یک‌باره طراحی و ظاهر می‌شود. زمان چاپ سریع در دو مورد کاربرد دارد. اول برای چاپ‌های بزرگ و کاملا متراکم، که در آن قسمت بیشتری از پلتفرم چاپ می‌شود و هر لایه سریع‌تر از آنچه لیزر طراحی می‌کند، ظاهر می‌شود. دوم برای چاپ‌های بسیار کوچک و دقیق، می‌توان لنز پروژکتور را باتوجه‌به محدوده‌ی حجم ساخت، تعویض کرد و در نتیجه از مقدار محدودی از نور استفاده کرد تا لایه‌های کوچک‌تر را سریع‌تر بسازد.

درمورد قطعاتی که سطح چاپ بخش اعظم حجم ساخت را تشکیل می‌دهد، چاپگرهای سه‌بعدی DLP قادر به چاپ قطعات با وضوح بالا نخواهند بود. به‌عنوان مثال، چاپگرهای DLP قادر به چاپ با کیفیت یک حلقه‌ به‌صورت دقیق و با سرعتی بیشتر نسبت به چاپگرهای SLA هستند. بااین‌حال برای چاپ همزمان تعداد زیادی از این حلقه‌های پرجزئیات، نیاز به یک پرینتر SLA 3D  خواهد بود.

رزولوشن چاپگرهای سه‌بعدی DLP به پروژکتور آن بستگی دارد که مشخص می‌کند چند پیکسل/واکسل قابل دسترس است.به‌عنوان مثال، Full HD دارای ۱۰۸۰ پیکسل است. پروژکتور چاپگرهای سه‌بعدی DLP برای اینکه بتوانند به رزولوشن مورد نظر در یک مختصات X و Y دست یابند، باید روی تصویر به‌اندازه‌ی کافی فوکوس کنند. کوچک بودن پیکسل‌ها باعث محدود شدن محیط چاپ و در نتیجه کوچک شدن کل سازه می‌شود. به همین دلیل، چاپ با جزییات در چاپگرهای سه‌بعدی DLP باید در بخشی از کل فضای چاپ پیاده‌سازی شود و این چاپگر قادر به اعمال جزییات بسیار بالا درون مدل‌های بزرگتر نیست.

حجم چاپ چاپگرهای لیرزی سه‌بعدی SLA کاملاْ مستقل از وضوح چاپ هستند. یک چاپ واحد در هر سایزی، در هر وضوحی و در هر مکانی می‌تواند چاپ شود.

نمای پایانی: واکسل‌ها و خطوط لایه

از آنجا که در چاپ‌های سه‌بعدی اشیاء از لایه‌ها ساخته می‌شوند، اغلب خطوط لایه‌های افقی قابل مشاهده هستند. از طرفی، به‌دلیل اینکه چاپگرهای DLP تصاویر را با استفاده از واکسل‌های مستطیلی شکل ارائه می‌دهند، اثر خطوط عمودی واکسل نیز در آن‌ها دیده می‌شوند. به این خطوط در عکس زیر توجه کنید. روی سطح چاپ‌های سه‌بعدی DLP خطوط عمودی را ببینید.

همان‌طور که گفته شد، وجود واکسل‌های مستطیلی در چاپگرهای DLP باعث ایجاد خطوط عمودی واکسل می‌شوند. در این تصویر، خطوط واکسل عمودی را به‌صورت طبیعی در سمت چپ ببینید و سپس برای راحتی موضوع در سمت راست خطوط مشخص شده است.

از آنجا که واحد مستطیل است، وجود واکسل‌ها روی کناره‌های منحنی‌شکل تاثیر می‌گذارد. تصور کنید هنگام ساخت آجرهای بازی لگو روی هر دو محور X و Y و محور Z لبه‌های پله‌ای در چاپ نهایی پدیدار می‌شوند. پس از چاپ نهایی برای حذف خطوط واکسل و لایه‌های لبه‌دار نیاز است که کارهایی مانند سنباده‌کشیدن روی آن انجام شود.

حال با کنارهم‌قراردادن تفاوت‌ها در تکنولوژی و نتایج، انتخاب یک راه‌حل چاپ سه‌بعدی بسیار آسان‌تر است و اینکه چه دستگاهی نیاز‌های خروجی ما را برآورد می‌کند و کارایی لازم را دارد. در این مورد، مهم است که بدانیم چه میزان پرداخت نهایی در محصول موردنظر بوده و ابعاد و پیچیدگی قطعات چقدر است. در اینجا برخی از دستورالعمل های کلی آورده شده تا دریابید چه نوع قطعاتی در DLP و SLA برای شما بهتر است:

چاپگرهای سه‌بعدی DLP در موارد زیر بهتر است:

چاپگرهای سه‌بعدی SLA در موارد زیر بهتر است: