6 tips de diseño para SLA

La estereolitografía (SLA) es un proceso de manufactura aditiva que utiliza una fuente de luz para curar resinas líquidas fotosensibles en formas sólidas. El SLA es capaz de producir piezas isotrópicas de alta precisión con acabados superficiales lisos y una excelente resolución de las características de diseño, lo que lo hace ideal para producir prototipos complejos, piezas "master" y modelos a escala.

Sin embargo, como ocurre con la mayoría de los procesos de fabricación, la calidad y la viabilidad de una pieza dependen de controlar tantas de las variables involucradas como sea posible. El nivel de detalle que se puede lograr, por ejemplo, depende de factores como el tamaño de la fuente de luz y las propiedades de la resina.

Los siguientes seis principios de diseño para SLA ayudarán a optimizar el diseño de piezas para mejorar la manufacturabilidad, mantener bajos los costos y aumentar el rendimiento.

1. Tener en cuenta los tamaños mínimos de las carácterísticas

Las resinas fotosensibles tienen una viscosidad relativamente alta en comparación con otros materiales aditivos, lo que puede crear problemas post-fabricación. Orificios que son demasiado pequeños, por ejemplo, pueden sellarse antes de que el polímero esté completamente curado. Por este motivo, los orificios no deben ser inferiores a 0.12 mm (0.005 pulg.).

Las secciones con paredes delgadas también deben considerarse. Las paredes soportadas no deben ser más delgadas de 0.4 mm (0.016 pulg.) para evitar roturas durante el proceso de retracción, que es cuando el fotopolímero curado se desprende del tanque de resina a medida que se mueve la plataforma de construcción. Las paredes sin soporte de menos de 0.6 mm (0.024 pulg.) pueden deformarse o romperse durante el ciclo de impresión.

2. Mantener un espesor de pared uniforme

El espesor de pared es importante por varias razones. Primero, las secciones más gruesas requieren más material, aumentando sus costos de producción. En segundo lugar, si las paredes de una pieza no son uniformes en toda la pieza, las secciones más delgadas se enfriarán más rápido que las más gruesas, lo que puede provocar deformaciones, grietas y otros defectos. Si una pieza requiere variaciones en el espesor de pared, las transiciones deben realizarse de la manera más gradual posible.

3. Incluir estructuras de soporte para voladizos.

El proceso de SLA puede producir fácilmente piezas con características sobresalientes, siempre que haya suficientes estructuras de soporte incorporadas en el diseño. Sin embargo, sin estructuras de soporte, las características que sobresalen son propensas a deformarse. Los voladizos se pueden imprimir sin soportes solo si tienen menos de 1.0 mm (0,039 pulgadas) y un ángulo mínimo de 20°. Si se imprime por debajo de 20° desde la horizontal, la característica sobresaliente se romperá durante la retracción.

4. Asegurar que los detalles en relieve tengan el tamaño adecuado

Cualquier característica elevada en la superficie de una pieza debe tener al menos 0.1 mm (0.004 pulg.) de altura para garantizar que los detalles se impriman de forma clara y visible. Este tip de diseño es particularmente importante para textos. Si los relieves son demasiado pequeños, pueden juntarse y fusionarse durante la impresión. Los detalles grabados o empotrados deben tener al menos 0.4 mm (0.016 pulg.) de ancho y profundidad para garantizar la precisión.

5. Considerar vaciar las piezas

Por defecto, las piezas impresas por SLA fabricarán componentes completamente sólidos. Sin embargo, a menos que la pieza esté destinada a ser una pieza de uso final completamente funcional, vaciar el modelo requiere mucha menos resina, lo que reduce tanto el tiempo de impresión como el costo de fabricación involucrado. Generalmente, las paredes de las piezas huecas deben tener un mínimo de 2 mm (0.079 pulg.) para mantener bajo el riesgo de fallas de impresión.

Para ahuecar una pieza, es necesario agregar también orificios de drenaje en el área más baja de la pieza, determinada por la orientación de la impresión, para evitar que la resina sin curar se acumule y quede atrapada dentro del componente terminado. Si no se tiene en cuenta, esto puede provocar desequilibrios de presión dentro de la pieza que provocan grietas, agujeros e incluso explosiones. Los orificios de drenaje deben tener al menos 3.5 mm (0.138 pulg.) de diámetro.

6. Redondea las esquinas de tu pieza

Las piezas con esquinas afiladas tendrán mayores concentraciones de esfuerzo, lo que aumenta la probabilidad de grietas y fallas en las piezas. El redondeo de las esquinas externas e internas hace que los cambios en la sección transversal sean más graduales, lo que distribuye el esfuerzo de manera más uniforme en toda la pieza.

Recomendamos que el radio de una esquina interna sea al menos la mitad del grosor de la pared asociada y que las esquinas externas sean al menos 1.5 veces el grosor de las paredes asociadas. Los radios más grandes ayudarán a distribuir los esfuerzos de manera más eficaz si es que el diseño de la pieza para SLA lo permite.

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La estereolitografía es un proceso de fabricación aditiva probado que requiere atención a los detalles y al tamaño de las características para garantizar una impresión exitosa. Tener en cuenta estas buenas prácticas puede ser un desafío para los equipos de producto, pero un socio de impresión experimentado puede ayudar. El equipo de Tritic puede traer experiencia a la mesa y ayudarte a refinar tus diseños para SLA y crear mejores piezas. Contáctanos hoy para platicar sobre tu proyecto.

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