фотополимер что это такое

Фотополимерная смола для 3D устройств: основные виды и сферы применения

В ходе развития 3D-технологий в индустрии промышленной печати начали появляться доступные и совершенные материалы, с заданными физическими и механическими свойствами. К наиболее высококачественным материалам относятся фотополимеры, в частности смола, изменяющие свои свойства под воздействие ультрафиолетовых лучей.

Где и в каком виде применяется фотополимерная смола

Фотополимерная смола может быть использована в промышленном и профессиональном производстве. Разнообразие видов жидкого полимера позволяет использовать материал в совершенно противоположных сферах жизни: от производства обуви до разработки авиакосмических устройств.

В основном ее применяют для двух типов принтеров: на основе стереолитографии (SLA/DLP/LCD) или устройств многоструйной печати (MJP).

SLA/DLP/LCD – смола находится в специализированной ванне принтера, в ходе работы засвечивается лазарем или матрицей ультрафиолетового типа.

MJP – смола автоматически подается в аддитивную установку, в процессе распределяется и накладывается тонкими слоями, приобретая прочность под воздействием ультрафиолетовых лучей.

Преимущества смолы в сравнении с другими материалами для 3D принтеров

Выделим основные плюсы материала:

Классификация фотополимерной смолы

Благодаря разнообразию свойств, фотополимерную смолу можно назвать действительно универсальным материалом. Классифицировать жидкий полимер можно следующим образом:

Каждая модель производится индивидуально и характеризуется определенной группой свойств. Для 3D печати используются:

Приобрести фотополимерную смолу можно в различных интернет-магазинах, например incraft3d.ru.

Инженерные полимеры

В основном используются для изготовления прочные материалов, заменяющий пластик и пластмасс. Различают 3 вида фотополимерных смол для производства инженерных деталей: прочная, тугоплавкая и резиноподобная.

Керамическая смола

Тип смолы, который используется для проработки или печати сложных и тонких элементов в 3D формате. С помощью фотополимерного материала производятся автомобильные детали и зажимные приспособления.

Материал плохо гнется, но при этом выдерживает воздействие высоких температур, обладает ударопрочными свойствами. Позволяет прорабатывать тонкие стенки, требующие жесткой опоры.

Стоматологические и медицинские фотополимеры

Смолы данного типа бывают двух видов: для изготовления медицинских приборов и для производства стоматологических систем.

Литьевая фотополимерная смола

Применяется для изготовления ювелирных изделий. С помощью смолы можно проработать мелкие детали, добиться идеально гладкой поверхности украшения и предотвратить остатки пепла после выжигания.

Из недостатков можно выделить низкую устойчивостью к повреждениям и дополнительной обработки по истечению определенного срока носки.

Источник

Фотополимеры для 3D-печати: советы и инструкция по применению

Рассказываем о применении фотополимеров для 3D-печати, их преимуществах и тонкостях работы с ними, даем детальную инструкцию — подробный мануал, пошаговый гайд для печати, который поможет понять, сложно ли печатать 3D-объекты на фотополимерных 3D-принтерах.

Узнайте больше из статьи.

Содержание

Что такое 3D-печать фотополимерами

В сравнении с другими видами 3D-печати фотополимерная печать обладает рядом преимуществ, из которых наиболее существенными являются следующие:

Возможность изготавливать геометрически сложные объекты с большим количеством мелких деталей.

Идеально гладкие поверхности напечатанных объектов.

Большой выбор материалов для 3D-печати с различными свойствами.

Превосходные физико-механические свойства принтов, обеспечивающие простоту их последующей обработки – склеивания, шлифовки, окрашивания и т.п.

Однако, в течение длительного времени оборудование для фотополимерной печати отличалось высокой ценой и было доступно лишь профессионалам.

Благодаря стремительному прогрессу оптоэлектроники, в последние два-три года стоимость оборудования резко снизилась. Сочетание низкой цены и высокого качества печати обеспечило фотополимерным принтерам широкую популярность, а производители, в первую очередь китайские, наводнили рынок разнообразными моделями – от промышленных до настольных.

Фотополимерные принтеры сильно отличаются от ставших уже привычными FDM-принтеров. А поскольку число их непрерывно растёт, возникла необходимость уделить внимание вопросам, связанным с подготовкой файлов, постпечатной обработкой принтов и обеспечением безопасности.

Подготовка файлов

Заполнение модели

При работе с фотополимерными принтерами необходимо иметь в виду, что они не способны автоматически производить «заполнение» внутреннего пространства моделей так, как это делает FDM-принтер. К примеру, сфера будет распечатана как сплошной шар, что сделает модель чрезвычайно массивной и обернётся напрасной тратой смолы и трудностями с отверждением. Поэтому файлы, описывающие пустотелые модели, требуют специальной обработки, производить которую удобнее всего при помощи программы Meshmixer.

Правильная ориентация

Фотополимерная печать обеспечивает лучшее качество тогда, когда плоскость создания слоев не совпадает с плоскостями объекта, то есть располагать его надо под некоторым углом.

Это отличается от того, к чему вы привыкли при использовании FDM-принтеров, и об этом надо помнить.

Выбор фотополимера

Ещё совсем недавно рынок фотополимерных смол был почти полностью занят китайскими производителями. Фотополимеры, производимые в США и Европе, располагались в сегментах “верхний” и “верхний-средний” и были мало доступны отечественному потребителю.

В последнее время на российском рынке появились качественные смолы отечественного производства, в том числе нижегородской компании “3Д Аддитивные технологии” под торговой маркой Gorky Liquid.

Не уступая китайским фотополимерам по таким показателям, как цена, удобство печати и качество принтов, они резко выделяются практически полным отсутствием запаха. Полная информация о фотополимерных смолах Gorky Liquid – на сайте производителя.

Подготовка принтера

При извлечении принта капли смолы часто попадают и на принтер и окружающие поверхности. Чтобы минимизировать возможный ущерб, рекомендуется перед заливкой фотополимерной смолы в кювету установить принтер в какую-нибудь достаточно большую ёмкость с низкими краями. Дешевый обеденный поднос или противень – достаточная страховка на случай, если что-то пойдет не так. Даже если смола выплеснется из кюветы и вытечет из принтера, дальше подставки она не попадёт.

Постпечатная обработка принта

Выбор растворителя

После окончания печати полученную модель необходимо очистить от неотверждённой смолы, которой она покрыта. Для этого вам понадобится растворитель. Лучшим растворителем для фотополимерных смол является изопропиловый спирт. Он низкотоксичен, относительно малолетуч и легко доступен, поскольку, в отличие от этилового спирта, не является объектом государственного регулирования.

Выбор инвентаря

Для очистки принта используйте пластиковую ёмкость (например, какой-нибудь контейнер Tupperware) и сито. Распечатанная модель должна помещаться в сито, а сито – в ёмкость таким образом, чтобы растворитель, налитый в неё, покрывал модель полностью.

Комплект поставки любого фотополимерного принтера содержит пластмассовый шпатель – для снятия принта с платформы. Однако, опыт показывает, что режущие кромки пластмассовых шпателей редко обладают остротой достаточной для того, чтобы снять принт без повреждений. Поэтому лучше использовать металлическим шпатель – обычный строительный шпатель, который можно приобрести в любом магазине стройтоваров.

Очистка принта

После того, как процесс печати закончится и платформа с готовым принтом будет приведена в крайнее верхнее положение, подождите несколько минут, чтобы излишки смолы стекли с принта и платформы. После этого поднимите защитный экран принтера и отсоедините платформу.

Держа платформу с принтом одной рукой, другой рукой, при помощи шпателя, отделите принт от платформы и сбросьте его в сито, расположенное в ёмкости, наполненной растворителем. После этого платформу лучше всего установить обратно в принтер – чтобы ничего не испачкать оставшейся на ней смолой.

В течение двух-трёх минут аккуратно встряхивайте сито, не вынимая его из растворителя. Убедившись, что остатки смолы полностью растворились, выньте принт из сита. Очищенный принт полностью готов к заключительной операции – ультрафиолетовому отверждению.

Отверждение принта

Для отверждение изделий из фотополимерных смол используются ультрафиолетовые камеры. Достаточно поместить принт в камеру и подвергнуть его облучению в течение 3-5 минут.

В Интернете можно встретить совет использовать для отверждения принтов солнечный свет. Однако, это возможно лишь там, где УФ-индекс достаточно высок – в экваториальной и субэкваториальной зонах. Кроме того, под действием солнечных лучей не успевший затвердеть материал принта сильно разогревается, что может привести к его деформации.
Для умеренных широт характерны низкие показатели УФ-индекса, поэтому в России альтернативы УФ-камере нет.

Вопросы безопасности

Пожарная безопасность

Изопропиловый спирт образует с воздухом взрывоопасные смеси и легко воспламеняется. Фотополимеры обычно негорючи, но при нагревании выделяют газообразные вещества, обладающие токсическим действием. Поэтому все работы, связанные с фотополимерной печатью, необходимо проводить вдали от источников тепла, искр и открытого пламени, в хорошо проветриваемом помещении.

Защита кожи

Фотополимерные смолы токсичны. Вдобавок, они обладают умеренной вязкостью, легко разбрызгиваются и мгновенно прилипают к любой поверхности, на какую попадут. Поэтому работать со смолой следует в перчатках и закрытой одежде. При попадании состава на кожу, его следует смыть большим количеством воды. В случае возникновения покраснения или выраженного ожога обратитесь к врачу.

Смола, попавшая на перчатки, застывает очень медленно и продолжает пачкать всё, к чему вы прикасаетесь. Внимательно следите за тем, чтобы после извлечения модели из принтера не трогать ни одежды, ни посторонних предметов. Как только необходимость в перчатках отпадёт, сразу снимите их, выворачивая наизнанку.

Каждую пару следует использовать лишь один раз. Не экономьте – лучше сменить одноразовые перчатки, чем тратить время и силы на очистку одежды, стола и т.д.

Защита глаз

В процессе фотополимерной печати вы имеете дело со смолами и изопропиловым спиртом. Попадание в глаз каждого из этих веществ болезненно и представляет немалую опасность для зрения. Поэтому защитные очки совершенно необходимы.

При попадании смолы или спирта в глаза следует осторожно промыть их водой в течение нескольких минут. При длительном покраснении и/или сохранении неприятных ощущений — обратиться за медицинской помощью.

Защита органов дыхания

Изопропиловый спирт летуч и обладает резким характерным запахом. Фотополимеры имеют различные запахи – от практически неощутимых до чрезвычайно сильных, однако все они включают летучие компоненты, вредные для здоровья. Поэтому и печать, и очистку принтов следует производить только в хорошо проветриваемых помещениях, желательно с принудительной вытяжкой.

При появлении симптомов отравления – головокружения, головной боли, тошноты – немедленно покиньте помещение и выйдите на свежий воздух. При длительном сохранении указанных симптомов обратитесь к врачу.

Защита окружающей среды

Компоненты фотополимеров повышают уровень рН в окружающей среде, что уменьшает интенсивность круговорота органических веществ в системе почва-растение, а при попадании в воду нарушает процессы самоочищения водоемов и оказывает губительное действие на их обитателей — рыбу, фитопланктон, водоросли и т.д. Поэтому, после очистки принта, не следует сливать использованный растворитель в канализацию. Проще всего слить его в какую-нибудь ненужную ёмкость и дать спирту испариться. На стенках ёмкости останется тонкая плёнка смолы, которая быстро затвердеет, после чего ёмкость можно утилизировать вместе с прочими твёрдыми бытовыми отходами.

Образцы печати

Заключение

3D-печать фотополимерами обеспечивает большую точность и прочность, чем привычная домашняя FDM-печать пластиковым филаментом, хоть и в несколько меньших масштабах. Также она требует аккуратного обращения с жидким сырьем и некоторых навыков.

Следуя несложным правилам и советам из этой статьи, вы сможете быстро ее освоить и создавать высокоточные объекты с гладкой поверхностью, избежав многих ошибок начинающих.

Купите фотополимерные смолы для 3D-печати в Top 3D Shop — получите гарантированно качественное оригинальное сырье от известного производителя по разумной цене.

Источник

Большой обзор доступных фотополимеров для SLA-печати

Здравствуйте! Это обзор доступных фотополимеров для стереолитографической 3D-печати. Стереолитография, по сравнению с FDM, дает куда большую точность и лучшее качество поверхностей, но сами стереолитографические 3D-принтеры и материалы для них были, до недавнего времени, непомерно дороги. Ситуация изменилась с появлением на рынке Wanhao Duplicator 7, самого недорогого фотополимерника. Вместе с ростом его популярности, повысился спрос и на недорогие фотополимерные смолы. Здесь мы рассмотрим несколько образцов таких материалов.

Мы решили сравнить три марки недорогих смол для стереолитографии: Fun To Do, Harz Labs и UV Res. Цены в статье приводятся ориентировочные и могут изменяться.

Параметр, который мы не укажем в характеристиках, так как у этих полимеров он одинаковый — длина волны, при которой происходит полимеризация — общепринятые и самые распространенные 405 нанометров.

Fun To Do

Fun To Do — фотополимерная смола голландского производителя, уже достаточно популярная среди любителей 3D-печати. Это недорогой и качественный продукт, который можно использовать с подавляющим большинством стереолитографических принтеров. К нам на обзор попало три материала этой серии: Standard Blend — для прототипирования и декора, Industrial Blend — для функциональных деталей и Castable Blend — выжигаемый полимер для литья.

Fun to do Standard Blend

Емкость, л: 1
Технология печати: DLP/LCD/SLA
Производитель: Fun To Do
Твердость по Шору, D: 35
Страна производства: Нидерланды
Цена, руб: 4 900

Fun To Do Standard Blend отлично подойдет для бюджетной 3D-печати различного назначения. У смолы высокая скорость полимеризации. Материал совместим почти со всеми стереолитографическими 3D-принтерами. Минимальная толщина слоя — 20 микрон.
Полимер поставляется в трех цветах — красный, натуральный и черный.

Параметры засветки Fun To Do Standard Blend на Flashforge Hunter, а мы печатали именно на нем:

Слой, с: 2
Первый слой, с: 10
Толщина слоя, мм: 0,05

Отпечатанные изделия на ощупь резиноподобные, но хрупкие. Благодаря этому, поддержки очень легко отламываются, не нанося повреждений самой модели. После финальной засветки, “запекания” готовой модели, полимер становится твердым.

Если плохо взболтать черный полимер перед заливкой в принтер, изделия носят зеленоватый оттенок. Такой эффект обнаружился у нас ближе к концу бутылки. Очевидно, полимер надо встряхивать перед каждым применением. Впрочем, как и любой другой.

Если полимер оставить на две недели в принтере, то пигмент полностью осядет на дно. Вообще, конечно, никакой полимер лучше не оставлять на две недели в емкости принтера. Но, вот — есть у нас и такой опыт.

Полимер не прилипает к Fep-пленке, что порадовало, и достаточно легко смывается, модель без затруднений снимается с платформы построения.

Fun To Do Industrial Blend

Емкость, л: 1
Технология печати: DLP/LCD/SLA
Производитель: Fun To Do
Цвет: Натуральный
Твердость по Шору, D: 75
Страна производства: Нидерланды
Цена, руб: 5900

Параметры засветки на Flashforge Hunter:

Слой, с: 1,5
Первый слой, с: 12
Толщина слоя, мм: 0,05

Полимер изначально обладает повышенной жесткостью и требует обязательного “запекания” изделий УФ-лампой или интенсивным солнечным светом — без этого они могут потрескаться и загнуться. Полимеризуется качественно и точно, модели внешне ничем не отличаются от Standard и Castable.

Fun To Do Castable Blend

Емкость, л: 1
Технология печати: DLP/LCD/SLA
Производитель: Fun To Do
Цвет: Красный
Твердость по Шору, D: 73
Страна производства: Нидерланды
Цена, руб: 5900

Fun To Do Castable Blend используется для печати литьевых моделей применяемых при литье из различных металлов, в том числе благородных. Прекрасное подспорье в ювелирном деле, при изготовлении произведений искусства, игрушек или утилитарных металлических изделий. Полимер дает высокую детализацию и имеет низкую зольность.

Каких-то специфических требований по работе с Fun To Do Castable Blend нет. Основное отличие — самая долгая, среди полимеров Fun To Do, засветка.

Параметры засветки на Flashforge Hunter:

Слой, с: 2
Первый слой, с: 15
Толщина слоя, мм: 0,05

Все три вида полимеров Fun To Do отличаются высокой точностью, твердостью (после “запекания”), высокой скоростью полимеризации, приятными и яркими цветами.

На фото представлены Catable (красный полимер), Standard (черный) и Industrial (желтый полимер).

Усадка — в пределах заявленных производителем норм.

Модели со сложной структурой получаются хорошо.

Очень аккуратные фигурки.

Такие кубики мы использовали для замера отклонений в размерах.

Всё в пределах нормы.

UV Res

UV Res — фотополимер российского производства. Продолжаем успешное импортозамещение!

На тестах у нас было два полимера этого производителя, о чем читайте ниже.

Также компания выпускает инициатор для полимеров, значительно ускоряющий время полимеризации — на 40-50%, при добавлении около 1% от массы полимера.

Он доступен по предзаказу, ориентировочная цена за упаковку в 5г — 2690 рублей.

Пигментная паста для окрашивания полимера выпускается в упаковке по 10г, ориентировочная стоимость — 1090 рублей за упаковку. Также доступна по предзаказу.

UV Res M001

Емкость, л: 1
Технология печати: DLP/LCD/SLA
Твердость по Шору, D: 55-60
Страна производства: Россия
Цена: по предзаказу, около 10 990 руб.

Фотополимер отечественного производства UV Res M001 предназначен для печати моделей различного назначения. Сохраняет идеальное соотношение жесткости и функциональности в готовых изделиях. Подходит для печати мастер-моделей. Сохраняет прочность и твердость при температуре до 120 градусов Цельсия.

Один из самых точных полимеров, что были на тестах.

Отличия от Fun To Do — прилипает к пленке, приходится использовать шпатель для слива полимера из ванны. Средний по густоте. Выпускается в одном цвете.

Параметры засветки на Flashforge Hunter:

Слой, с: 5
Первый слой, с: 20
Толщина слоя, мм: 0,05

UV Res M111

Емкость, л: 1
Технология печати: DLP/LCD/SLA
Твердость по Шору, D: 75-80
Страна производства: Россия
Цена: по предзаказу, около 12290 рублей.

Отличие от полимера M001 — изделия из M111 способны сохранять прочность и жесткость при температурах до 200 градусов. Менее точный и более медленный.

Параметры засветки на Flashforge Hunter:

Слой, с: 8
Первый слой, с: 30
Толщина слоя, мм: 0,05

Harz Labs

HARZ Labs Model

Полимеры Harz Labs на тестах были представлены одним наименованием — HARZ Labs Model, но в трех цветах: Красный, Вишневый и Черный.

Внешний вид: Окрашенная прозрачная жидкость
Доступные цвета: Красный, Прозрачный, Серый, Черный, Белый, Вишневый
Запах: Без запаха
Вязкость по Брукфильду, Па*с: 0,8-1
Предел прочности на разрыв, Н/мм2: 45
Удлинение на разрыв, %: 6-7
Твердость по Шору, D: 87-92
Усадка, %:

Источник