Фотополимер для 3d принтера что это
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.
Обзор фотополимерных смол 2021
Стандартные смолы
Стандартные смолы хорошо подходят для изготовления декоративных моделей. Они достаточно прочные и твердые для изготовления миниатюр, мастер моделей, фигурок под покраску или макетов, но их прочности обычно не достаточно для функциональных изделий.
Но стандартные смолы отличаются друг от друга. Некоторые из них можно промывать не спиртом, а простой водой, есть прозрачные виды смол или,например, с широкой цветовой палитрой.
Стандарт
ESUN Standard
ESUN Standard подойдет для печати декоративных моделей или любых других изделий, которые не будут подвергаться сильной физической нагрузке.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 395-405 нм (прозрачная 395-410 нм)
Твердость по Шор: 80-82 D
Прочность на изгиб: 46-72 Mpa
Удлинение при разрыве: 28-35 %
Время засветки на слой (рекомендуемая): 5-10 сек.
Цветовая палитра: белый, черный, серый, красный, голубой, желтый, зеленый, светло-зеленый, телесный, оранжевый, прозрачный.
Объем: 0,5 кг, 1 литр.
Ходячий замок, миниатюра
Пользователи отмечают неплохую детализацию, хороший баланс прочности и легкой эластичности и отличную адгезию к платформе. Время печати слоя соответствует заявленному производителем (5-10с) даже на 3D принтерах со слабым УФ источником.
ESUN eResin-PLA
В основе eResin-PLA используется мономер PLA, знакомый многим по FDM-печати. Это делает смолу безопасной для окружающей среды, а готовые изделия получаются очень жесткие и устойчивые к царапинам.
Смола хорошо подойдет для декоративных изделий, мастер моделей или функциональных моделей без нагрузки.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 395-405 нм
Твердость по Шор: 75-80 D
Удлинение на разрыв: 20-50 %
Прочность на разрыв: 35-50 Mpa
Время засветки на слой (рекомендуемая): 15-20 сек.
Цветовая палитра: белый, черный, серый, красный, голубой, желтый, зеленый, светло-зеленый, телесный, оранжевый, прозрачный.
Статуэтка мультяшной девочки
Нестандартные фокусировочные кольца для объектива
Phrozen Aqua 4K
Phrozen Aqua 4K создана специально для раскрытия всех возможностей фотополимерных принтеров с разрешением 4к. Приятным бонусом можно считать почти полное отсутствие усадки.
Смола хорошо подойдет для точной печати декоративных моделей. Производитель уточняет, что все свойства смолы раскрываются при использовании принтеров с высоким разрешением, например Sonic Mini 4K / Sonic Mighty 4K.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 395-405 нм
Твердость по Шор: 77 D
Цветовая палитра: серый, слоновая кость.
Доспехи, напечатанные из серой смолы Phrozen Aqua 4K
Статуэтка война с медведем, для демонстрации возможностей Phrozen Aqua 4K
Phrozen Beige Low-Irritation
Особенностью этой смолы является гипоаллергенность. Phrozen Beige Low-Irritation прошла тест ISO-10993 10, а это значит, что смола не содержит тяжелых металлов и готовые модели могут напрямую контактировать с телом человека.
Смолу можно использовать в стоматологии или для изделий, которые будут контактировать с кожей.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 395-405 нм
Цветовая палитра: бежевый
ESUN Precesion Model
Смола предназначена для быстрой печати высокоточных моделей. Помимо этого готовые изделия получаются жесткими и могут выдерживать нагрев до 80 градусов.
ESUN Precesion Model станет удачным выбором для моделей, которым нужна высокая детализация.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 405 нм
Твердость по Шор: 85 D
Удлинение при разрыве: 12,1 %
Прочность на изгиб: 77 Mpa
Прочность на разрыв: 335-410 Mpa
Голова Загадочника из вселенной DC
Миниатюрный макет ДВС
Прозрачные смолы
Прозрачные смолы присутствуют в линейках других фотополимеров, но со временем они могут желтеть или мутнеть. Если в готовой модели важна оптическая прозрачность без желтизны, то стоит обратить внимание на специальные полимеры.
Phrozen SC-801 Clear
Этот фотополимер подойдет для изготовления прочных и точных моделей, для которых важна оптическая прозрачность.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 405 нм
Твердость по Шор: 70 D
Цветовая палитра: прозрачный
Модель для демонстрации прозрачности материала
Слева изделие, изготовленное из Phrozen SC-801 Clear, справа RESINMAGIC3D High-Grade Clear
Фигурка, напечатанная из Phrozen SC-801 Clear
Миниатюрные бутылочки, напечатанные для шарнирной куклы. Слева изготовленная из Phrozen SC-801 Clear, справа из другого полимера.
Washable
ESUN Water Washable
ESUN Water Washable хорошо подойдет для печати дома или в учебных учреждениях, благодаря своей низкой токсичности и отсутствию запаха.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 395-410 нм
Твердость по Шор: 76 D
Прочность на разрыв: 68 МПа
Удлинение при разрыве: 5-10%
Прочность на изгиб: 45-70 МПа
Модуль упругости при изгибе: 900-1400 МПа
Ударная вязкость по Изоду: 18-39 Дж/м
Цветовая палитра: белый, прозрачный, телесный, серый, черный.
Кольца и подвеска напечатанные прозрачным ESUN Water Washable
Phrozen Water Washable
Phrozen Water Washable выгодно отличается от других водовымываемых смол прочностью, долговечностью и небольшим временем засветки слоя.
Смола подойдет для изготовления прототипов и других моделей дома и в образовательных учреждениях, где нежелательно использовать сильно пахнущие спирты для промывки.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 405 нм
Твердость по Шор: 80 D
Цветовая палитра: серый, черный.
Бюст, изготовленный из Phrozen Water Washable
Чужой, напечатанный из Phrozen Water Washable
Бюст человека паука
Wanhao Water washable
Это смола с высоким разрешением и хорошей твердостью. У Wanhao Water washabl e совсем небольшая усадка и большая палитра цветов.
Смола хорошо подойдет для печати мастер моделей и декоративных моделей, когда нет возможности использовать для промывки финального изделия спирт.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 395
Твердость по Шор: 75D
Цветовая палитра: белый, прозрачный, черный, серый
Хан Соло из прозрачного Wanhao Water washable
Тестовая модель из прозрачного Wanhao Water washable
Тестовые модели из разных цветов Wanhao Water washable
Инженерные
Раньше фотополимерные принтеры использовались в основном для изготовления мастер моделей и изделий с высокой точностью. Сейчас перед ними ставится более широкий спектр задач. Гораздо удобнее изготовить сразу готовую, функциональную модель. Для этого были разработаны инженерные фотополимерные смолы с улучшенными характеристиками. В зависимости от необходимых задач они могут быть более твердые, термостойкие и прочные чем стандартные смолы.
Усиленные
Phrozen TR250-LV
Phrozen TR250-LV разрабатывалась специально для решения инженерных задач. Помимо высокой прочности и твердости смола обладает повышенной термостойкостью и выдерживает нагрев до 150 градусов.
Phrozen TR250-LV подойдет для изготовления моделей для последующей термоформовки или изделий, для которых требуется повышенная термостойкость.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 405 нм
Твердость по Шор: 79D
Предел прочности на разрыв 25 МПа
Ударная прочность по Изоду: 6,31 кДж/м2
Цветовая палитра: серый
Phrozen ABS-like
Это смола по характеристикам приближенная к ABS пластику, знакомому многим по FDM печати. В палитре есть белый цвет, это позволяет, при необходимости, легко покрасить готовое изделие.
Phrozen ABS-like подойдет для печати функциональных моделей и прототипов.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 405 нм
Твердость по Шор: 79D
Ударная прочность по Изоду: 2,32 кДж / м2
Цветовая палитра: серый, белый
Оружие для миниатюрных фигурок
Phrozen Rock-Black Stiff
При создании Rock-Black Stiff был сделан упор на прочность, износостойкость и термостойкость (до 97 градусов). Модели получаются прочными и немного гибкими, что бы выдерживать ударные нагрузки.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 405 нм
Твердость по Шор: 81D
Удлинение при разрыве: 4%
Ударная прочность по Изоду: 2,68 кДж/м2
Цветовая палитра: черный
Бюст, напечатанный из Phrozen Rock-Black Stiff
Phrozen Nylon Green Tough
Фотополимер является аналогом нейлона. Нейлон это очень прочный и износостойкий материал, знакомый многим по FDM печати. Изделия получаются очень прочные и стойкие к нагрузкам. Готовые модели, напечатанные из Nylon Green Tough, можно сгибать.
Подойдет для изготовления готовых изделий или функциональных прототипов.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 405 нм
Твердость по Шор: 68D
Удлинение при разрыве: 130%
Предел прочности на разрыв: 19 МПа
Ударная прочность по Изоду:23,79 кДж/м2
Цветовая палитра: зеленый
Ваза из Phrozen Nylon Green Tough
Phrozen TR300 Ultra-High Temp
TR300 Ultra-High Temp позволяет быстро изготавливать прочные, ударо и термостойкие изделия (до 160 градусов). От конкурентов фотополимер выгодно отличается небольшим временем засветки (на 3D-принтерах серии Phrozen Sonic 1,3 секунды на слой).
Phrozen TR300 подойдет для изготовления термостойких и прочных изделий. Например, это может быть модель для последующей термоформовки или изготовление промышленные макета.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 405 нм
Твердость по Шор: 80D
Предел прочности на разрыв: 32 МПа
Ударная прочность по Изоду: 8 кДж/м2
Удлинение при разрыве: 2%
Цветовая палитра: серый
Phrozen Onyx Rigid Pro410
Фотополимер отлично подойдет для моделей с обилием мелких деталей, которым нужна высокая детализация. Или для инженерных/функциональных моделей, в которых важна высокая точность и прочность.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 405 нм
Цветовая палитра: Черный
Подставка для планшета
Настенный держатель для специй
Гибкие
Изделия из таких смол будут похожи на силиконовые или резиновые. Такие фотополимеры позволяют получить гибкие и прочные функциональные изделия, стойкие к разрывам.
Phrozen Biege Flex
Это смола, разработанная для изделий, которые должны быть прочными и немного гибкими. Phrozen Biege Flex подойдет для функциональных моделей, которые должны иметь небольшую гибкость.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 405 нм
Твердость по Шор: 65D
Предел прочности на разрыв: 40 МПа
Модуль упругости: 192 МПа
Цветовая палитра: бежевый
Миниатюра из Phrozen Biege Flex
HARZ Labs Industrial Flex
По своим свойствам, готовые изделия из HARZ Labs Industrial Flex, напоминает полиуретан. Изделия из него получаются эластичные и очень прочные.
HARZ Labs Industrial Flex подойдет для изготовления прокладок или любых других моделей, в которых важна мягкость и прочность на разрыв.
Industrial Flex можно использовать как добавку для других смол HARZ Labs. Это позволяет повысить гибкость и прочность готовой модели. В зависимости от соотношения смолы можно добиться разной степени гибкости готового изделия.
Технология печати: DLP/LCD/LED
Длина УФ волны: 405 нм
Твердость по Шор: 63D
Удлинение при разрыве: 103%
Прочность на растяжение: 13 Н/мм2
Цветовая палитра: прозрачный
Различные прокладки, напечатанные из HARZ Labs Industrial Flex
ESUN Flex
Гибкий и прочный материал с хорошей износостойкостью. Хорошее сопротивление на разрыв и точность позволяют использовать ESUN Flex в инженерных моделях.
Например изделия, которые должны быть прочными и гибкими одновременно. Это могут быть инженерные прототипы или функциональные модели.