Фотополимер это что такое

Фотополимер

Фотополиме́р — вещество, изменяющее свои свойства под воздействием света, чаще ультрафиолетового. До светового воздействия в основном мягкий и светочувствительный материал. Фотополимер применяется в стоматологическом протезировании для заполнения форм, в изготовлении типографских клише для штампов (печатей), микросхем и печатных плат и в других областях.

Процесс изготовления при использование одного из популярных фотополимеров:

Иногда, для придания большей прочности изделию, после сушки, его снова подвергают воздействию полимеризующего излучения, при этом повышается степень полимеризации, и, соответственно, прочность и стойкость к растворителям.

Для некоторых фотополимеров возможен процесс фотодеполимеризации, при этом, полимеризованные участки снова переходят в исходный мономер, который далее может быть смыт растворителем. Как правило, для деполимеризации используется излучение с более короткой длиной волны, например, порядка 254 нм.

В современном производстве для изготовления печатных форм используют различные источники света для фотовоздействия, среди них различные ультрафиолетовые источники излучения, например, кварцевые ртутные лампы среднего, высокого и низкого давления, наполненные аргоном лампы, фотографические лампы накаливания, импульсные ксеноновые лампы, электродуговые угольные светильники, высокоинтенсивные светодиоды и т.п.

Источник

Фотополимерные смолы для SLA, DLP, LCD 3D принтеров

В этой статье рассмотрим какие фотополимеры используется для 3D печати, каким свойствами обладают и в каких сферах применяются.

В таблице указаны наиболее известные производители фотополимеров и 3D принтеров

Состав фотополимеров для 3D принтеров DLP, LCD, SLA

Начнем с того, что же такое фотополимер.

Фотополимер для 3D принтера — это многокомпонентная смесь, которая твердеет под воздействем УФ излучения в диапазоне от 225 нм до 415 нм. Химический состав обычно является коммерческой тайной, но в общем смесь состоит из мономеров, олигомеров и фотоинициаторов. Олигомеры представляют собой эпоксидные смолы, уретаны, простые полиэфиры или сложные полиэфиры, каждый из которых придает определенные свойства полученному материалу. Обычно каждый из этих олигомеров функционализирован акрилатом. Примерами фотоинициаторов могут быть бензофенон, ксантоны и хиноны, при этом общими донорными соединениями являются алифатические амины.

3D печать фотополимерами широко используется для домашнего хобби, изготовлении прототипов, ювелирных изделий, в стоматологии, особенно актуально применение в последних двух сферах т.к. отпечатки получаемые с помощью SLA и DLP 3D принтеров обладают безупречных качеством поверхности.

Также разные производители подбирают разный состав, соответственно длина волны и временем отверждения могут то же быть разными. Чем ниже номинальная рабочая длина волны для фотополимера, тем больше выходная мощность источника необходима для ее отверждения. Обычно длина волны большинства источников 405 нм.

Время отверждения — это просто временной интервал, в течение которого смола твердеет во время засветки источником. Оптимальное время отверждения для большинства DLP составляет 5-10 секунд.

Стандартный фотополимер для печати на SLA/DLP/LCD 3D принтерах

В эту группу объединяют смолы которые используются для общего применения: домашяя 3D печать, прототипы, игрушки и т.д. Обычно имеют широкую цветовую гамму от прозрачного цвета (возможно отполировать до высокой оптической прозрачности) до всех цветов радуги или возможность добавлять пигменты для подбора нужно цвета. Не подходят для использования в изделиях испытывающих динамические и статические нагрузки.

Инженерный фотополимер с заданными свойствами для печати на SLA/DLP/LCD 3D принтерах

В данную группу входят смолы обладающие например повышенной жесткость, гибкостью, эластичностью или стойкостью с высокой температуре в зависимости от того, где будет в дальнейшем использована 3D модель. Широкий спектр инженерный фотополимеров есть у Formlabs — Tought 2000, Tought 1500, Durable, Rigid, Flexible 80A и Fun To Do — Indastrial blend.

3D печать гибкой фотополимерной смолой

Гибкая смола — это тип фотополимера для 3D-печати, которая имитирует свойства резины. Она выделяется тем, что создает прочные на разрыв, но гибкие модели. Уровень жесткости и гибкости будет определятся твердость смолы по Шору при отверждении указанной в спецификации. Большинство гибких смол для 3D-печати имеют твердость по Шору около 80A, что можно сравнить например с резиновой подошвой обуви.

В качестве эксперимента вы можете добавить немного гибкой смолы к обычной, чтобы улучшить прочность на разрыв.

Независимо от того, какая технология вашего 3D принтера, обязательно убедитесь, что выбранная вами смола совместима с вашим устройством.

Formlabs Flexible 80A имитирует TPU или TPE с твердостью по Шору 30D. Лучше всего подходит для функциональных предметов, таких как уплотнения и прокладки, вещей по типу ремешок для часов. Если вам нужно еще более гибкое, их смола Elastic 50A дает результаты, сопоставимые с силиконом.

3D печать жесткой фотополимерной смолой

Обычные фотополимерные смолы, используемые для 3D-печати SLA, несколько хрупки, подверженных растрескиванию и трещинам. Её основное применение для создания художественных моделей, прототипов и не нагруженных деталей.

Прочная смола имитирует механические свойства ABS-пластика. Детали, напечатанные из прочной смолы, могут иметь предел прочности на разрыв 55,7 МПа и модуль упругости 2,7 ГПа.

Жесткая смола является идеальным выбором для прочных, функциональных прототипов и сборок, которые должны выдерживать напряжения и деформацию. Это делает его идеальным для носимых устройств, гаджетов и других предметов, которые должны противостоять износу.

Основные различия со стандартной смолой

Жесткая смола

Стандартная смола

Смола Formlabs Tough 2000 и 1500

По заявлению Formlabs их Tough смола превосходит материалы, подобные ABS, с точки зрения удлинения, ударопрочности и текучести. Эта смола выдерживает большее удлинение по сравнению со стандартными смолами и имеет меньшую жесткость.

Термостойкая смола

Термостойкие смолы идеально подходят для применений, требующих высокой термостойкости и работающих при высоких температурах.

Эти смолы имеют температуру эксплуатации от 200 до 300 ° C и идеально подходят для изготовления термостойких приспособлений, прототипов пресс-форм, оборудования для потоков горячего воздуха и жидкости, а также инструментов для литья и термоформования.

Идеально подходит для изготовления прототипов пресс-форм, инструментов для литья и термоформования.

Смола с армирующим наполнителем (жесткая )

Жесткие смолы армируются стеклом или другими керамическими материалами, в результате чего получаются очень жесткие и прочные детали с очень гладкой поверхностью.

Жесткие смолы обладают хорошей термостойкостью (теплового отклонения 0,45 МПа при 88 ° C). Они имеют высокий модуль упругости и более низкую ползучесть (более высокое сопротивление деформации с течением времени) по сравнению с другими смолами SLA, но более хрупкие, чем смолы Tough и Durable.

Жесткая смола также подходит для деталей с тонкими стенками и мелкими деталями (рекомендуемая минимальная толщина стенки составляет 100 мкм).

Идеально подходит для: пресс-форм и оснастки, приспособлений, коллекторов, приспособлений, корпусов для электрических и автомобильных приложений.

Фотополимер литьевой, выжигаемый, воск для литья по выплавляемым моделям для печати на SLA/DLP/LCD 3D принтерах

Литейная смола используется для изготовления ювелирных изделий, стоматологических заготовок и других сложных моделей для последующего литья по выплавляемым моделям. Обычно стоит в 1,5 — 2 раза дороже стандартной смолы.

Этот материал позволяет печатать высоко детализованные отпечатки и будет полностью выгорать, не оставляя пепла или золы.

Фотополимеры в стоматологии для печати на SLA/DLP/LCD 3D принтерах

Нормы биосовместимости класса I относятся к материалам, которые разрешено использовать для:

Нормы биосовместимости класса IIa относятся к материалам, которые разрешено использовать для:

Фотополимер без запаха, на растительной основе, водорастворимый Anycubic

Если стандартная смола Anycubic имеет резкий запах, эта версия на растительной основе может стать для вас идеальным выбором. К тому же она поддается биологическому разложению, эта смола производится из соевого масла. К тому же промывать этот материал можно обычной водой.

Глядя на спецификацию, вы заметите, что эта смола имеет немного другое время отверждения, чем стандартная и УФ-диапазон шире, а это означает, что больше DLP / LCD 3D-принтеров могут работать с этой смолой.

Цена выше, чем у стандартной смолы. Несмотря на более высокую цену, это может быть лучшая из смол Anycubic для любителей. Кроме она производиться с широкой гаммой цветов, — розовы, синий, зеленый, фиолетовый, оранжевый и желтый.

Источник

Фотополимер

Из Википедии — свободной энциклопедии

Фотополиме́р или светополиме́р [ источник не указан 1953 дня ] — вещество, изменяющее свои свойства под воздействием света, чаще ультрафиолетового. До светового воздействия — в основном мягкий и светочувствительный материал. Фотополимер применяется в стоматологическом протезировании для заполнения форм, в изготовлении типографских клише для штампов (печатей), микросхем и печатных плат и в других областях.

Для некоторых фотополимеров возможен процесс фотодеполимеризации, при этом полимеризованные участки снова переходят в исходный мономер, который далее может быть смыт растворителем. Как правило, для деполимеризации используется излучение с более короткой длиной волны, например, около 254 нм.

В современном производстве для изготовления печатных форм используют различные источники света для фотовоздействия, среди них различные ультрафиолетовые источники излучения, например, кварцевые ртутные лампы среднего, высокого и низкого давления, наполненные аргоном лампы, фотографические лампы накаливания, импульсные ксеноновые лампы, электродуговые угольные светильники, высокоинтенсивные светодиоды и т. п.

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

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