Explorando a impressão 3D MSLA:tecnologia, benefícios e aplicações

MSLA, abreviação de aparelho de estereolitografia mascarado, é uma forma aprimorada de impressão 3D SLA (estereolitografia) que combina uma tela LCD com uma poderosa fonte de luz LED para curar seletivamente a resina fotossensível. Quando camadas sucessivas são curadas sobre as anteriores, elas formam um objeto tridimensional. Um conjunto de LEDs é usado como fonte de luz e é projetado através de uma tela LCD que atua como uma máscara reconfigurável. 

Essa técnica tem vários benefícios. É capaz de produzir itens de alta qualidade em grandes quantidades a baixo custo e com mais rapidez e precisão do que a maioria dos métodos de impressão 3D. No entanto, a desvantagem da impressão 3D MSLA é o alto custo das próprias impressoras; apenas algumas empresas selecionadas podem pagar pela tecnologia. Além disso, devido à natureza extremamente delicada da resina fotossensível e à necessidade de um manuseio cuidadoso, este tipo de impressão 3D deve ser feita em total escuridão. Um tanque de resina, máscara digital, conjunto de luz e plataforma de construção compõem a estrutura da impressora 3D MSLA. Este artigo discutirá mais detalhadamente o que é a impressão 3D MSLA, como ela funciona e os materiais utilizados.

O que é impressão 3D de aparelhos de estereolitografia mascarada?

O aparelho de estereolitografia mascarada (MSLA) é uma forma aprimorada de impressão 3D SLA. A principal diferença está na fonte de luz. Em vez de usar um feixe de laser controlado, o MSLA usa uma grande fonte de luz ultravioleta (UV) para curar resinas em uma abordagem camada por camada até a conclusão. É importante notar que a fonte de luz – um conjunto de luzes LED – não é focada diretamente na resina termoplástica, mas é mascarada por uma tela LCD seletivamente transparente de forma controlada. Para obter mais informações, consulte nosso guia sobre impressão 3D.

Como funciona a impressão 3D de aparelhos de estereolitografia mascarada?

A impressão 3D MSLA funciona colocando uma resina fotossensível acima do conjunto de LCD e LED separada por uma fina camada de plástico fluorado de etileno propileno (FEP). A função do LCD é controlar por onde a luz pode brilhar e impactar a resina acima. O LCD é composto de pixels individuais que permitem a passagem da luz quando desligado e impedem a passagem da luz quando ligado. Este arranjo de pixels corresponde ao formato de cada camada desejada. A luz passa pelo LCD, permitindo a cura de partes da resina entre a plataforma de construção e a folha FEP. A plataforma de construção então se eleva e se posiciona para a próxima camada. Assim como outros métodos de impressão 3D, o processo continua uma camada por vez até que a peça esteja completa. 

Uma ilustração de como funciona a impressão 3D MSLA.

Quais são os prós e os contras do MSLA?

A Tabela 1 abaixo destaca os prós e os contras do MSLA na impressão 3D:

Tabela 1:Prós e Contras da Impressão 3D MSLA
Prós Contras
Prós

Não importa quão espessa seja a camada, as impressoras MSLA têm o principal benefício de curar uma camada inteira de uma só vez.

Contras

O equipamento é caro. Como resultado, a estereolitografia não é um método prático de prototipagem para muitas empresas.

Prós

A maioria das impressoras MSLA modernas usa LCDs monocromáticos capazes de exibir pixels em tons de cinza ao longo das bordas. Isso oferece recursos integrados de antialiasing, resultando em superfícies impressas lisas. .

Contras

O principal problema do MSLA é o manuseio da resina. A produção deve ser feita em local pouco iluminado. Isto protegerá a resina contra danos ou cura prematura.

Prós

Poucas peças móveis são usadas nas impressoras MSLA. A base de impressão se move apenas no eixo Z, exceto nas versões que incorporam bases inclináveis ​​para reduzir as pressões de descascamento.

Contras

O fato de que as impressoras MSLA devem usar resina curada por UV limita as opções de materiais. Esses materiais não conseguem igualar a amplitude de propriedades encontradas em outros polímeros.

Prós

Contras

Os usuários reclamam de como a impressão MSLA pode ser confusa. Como a resina não curada é perigosa, os usuários devem usar luvas de proteção para manusear peças recém-impressas. Além disso, a ventilação é fundamental e as peças impressas precisam ser lavadas em solução alcoólica. Eles devem permanecer sob luz ultravioleta intensa por 5 a 15 minutos após a lavagem para curarem completamente.

Qual é o material usado na impressão 3D MSLA?

O processo de impressão 3D MSL utiliza resinas fotopoliméricas exclusivas que endurecem (curam) sob luz UV. A maioria das resinas de impressão 3D são à base de acrilato ou epóxi, sendo esta última mais comum em impressoras de mesa. A maioria das resinas se enquadra em uma das seguintes categorias:

1. Resina padrão: As resinas padrão funcionam bem para impressão com ótima resolução e rigidez. Eles são melhores para prototipagem.
2. Resina resistente: Resinas resistentes são comparáveis ao termoplástico ABS. Eles foram desenvolvidos para conferir às peças impressas boa resistência ao impacto.
3. Resina Transparente: As resinas transparentes possuem qualidades mecânicas comparáveis às da resina padrão. A diferença é que, com um pouco de pós-processamento, eles podem ficar opticamente transparentes. 
4. Resina durável: A resina durável possui propriedades mecânicas semelhantes às do polipropileno (PP). É um material flexível e resistente ao desgaste, particularmente útil na prototipagem de produtos de consumo, como juntas esféricas e encaixes de pressão.

Uma fotografia de resinas usadas na impressão 3D.

Como a impressão 3D MSLA é usada na indústria médica?

A impressão MSLA 3D é usada no processo de bioengenharia de tecidos. Várias composições são importantes aqui, possibilitando implantes ósseos e dentários, suportes vasculares artificiais e estruturas de órgãos. 

Como a impressão 3D MSLA é usada na indústria joalheira?

A excelente resolução de impressão do MSLA e a disponibilidade de resinas de cera que queimam perfeitamente durante a fundição o tornam popular na indústria joalheira. A fundição tradicional por cera perdida exige que os joalheiros cortem a cera dura de modelagem em formas complexas. Agora, essas formas podem ser feitas com mais precisão usando uma impressora. Além disso, projetos que seriam impossíveis com técnicas tradicionais são simples com impressoras 3D. O designer deve simplesmente construir previamente a joia usando um software CAD. 

As impressoras MSLA são capazes de produzir peças enormes e detalhadas?

Sim, as impressoras 3D MSLA podem criar itens grandes e complexos se a impressora for grande o suficiente. A impressora 3D Peopoly Phenom L é a máquina ideal para esse tipo de trabalho. É uma impressora confiável de alto volume, útil para produção de pequenos lotes e prototipagem. Além de sua enorme capacidade de impressão e rápido tempo de secagem, ela pode produzir protótipos e peças com eficiência e rapidez. Embora esta impressora tenha sido projetada para imprimir peças maiores, ela também pode produzir peças pequenas.

Qual é a diferença entre MSLA e SLA?

As impressoras SLA e MSLA diferem no processo de cura da resina. Enquanto o MSLA emprega uma máscara LCD para projetar luz UV para solidificar as camadas, o SLA traça a forma de cada camada usando um laser ultravioleta. A impressão geralmente é mais rápida através do processo MSLA porque um único flash da luz de polimerização solidifica uma camada inteira de uma só vez, algo que o laser SLA não pode fazer. Isto torna o MSLA especialmente útil quando vários modelos são impressos simultaneamente.

O MSLA está evoluindo o SLA, aumentando significativamente a velocidade de impressão e, ao mesmo tempo, melhorando a qualidade até mesmo na borda da construção. Vimos uma implementação bem-sucedida com o sistema LSPc da Nexa3D e Formlabs Form 4

Greg Paulsen

Diretor, Engenharia de Aplicações

Resumo

Este artigo apresentou o Aparelho de Estereolitografia Mascarado (MSLA), explicou o que é e discutiu como esse processo é utilizado em diferentes indústrias. Para saber mais sobre o MSLA, entre em contato com um representante da Xometry.

A Xometry oferece uma ampla gama de recursos de fabricação, incluindo impressão 3D e outros serviços de valor agregado para todas as suas necessidades de prototipagem e produção. Acesse nosso site para saber mais ou solicitar um orçamento gratuito e sem compromisso.

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Dean McClements

Dean McClements é graduado em Engenharia Mecânica com mais de duas décadas de experiência na indústria de manufatura. Sua jornada profissional inclui funções significativas em empresas líderes como Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace e Hyster-Yale, onde desenvolveu um profundo conhecimento de processos e inovações de engenharia.

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