Печать на основе фотополимеров ведется при методе стереолитографии SLA . Я процесс печати применяется жидкий полимер. Сам принтер состоит из мощного лазера, а также ванной, в которой располагается платформа-основание.

Особенности принтера для SLA

Суть работы 3D-принтера сводится к следующему. Платформа опускается в ванну на глубину, которая зависит от толщины слоя печати. Затем на нее лазером проектируется слой будущей модели. Под его воздействием фотополимер твердеет, то есть начинается формирование детали. Затем платформа опускается, чтобы начать формирование второго слоя. И так до тех пор, пока не будет получена трехмерная модель. После того, как печать окончена, изделие обрабатывается специальными составами, чтобы удалить излишки материала. В окончательной стадии работ деталь помещают в ультрафиолетовую камеру, в которой она твердеет.

Плюсы и минусы SLA-принтера

Фотополимер при печати отвердевает всего на 20%, что вызвано трудностями с выбором мощности лазера. К достоинствам данного принтера можно отнести высокую точность каждой детали и возможность создавать прототипы для различных сфер. С другой стороны, оборудование стоит довольно дорого, а сама печать занимает слишком много времени. К тому же созданные детали требуют дополнительных работ, которые выражаются в промывании и отвердевании изделия. Кроме того, жидкий полимер стоит дорого.

Как ведется печать?

Выращивание прототипа ведется на основе специальной сетчатой платформы. Первый фотополимерный слой отличается тонкостью, однако в ходе процесса под воздействием лазера он постепенно отвердевает. Отвердевание модели происходит на тех участках, которые задаются на компьютерной модели. На конечной стадии работ почти готовая модель опускается в емкость с химическим раствором – в нем с изделия удаляются ненужные артефакты, к тому же оно очищается. При процессе печати потребуется подготовка и выстраивание вспомогательных структур, которые позволят достичь оптимальных физико-химических свойств и будут удалены по завершению формирования прототипа.
Чем хороша 3D-печать посредством метода SLA? Во-первых, скоростью процесса – можно вырастить объект буквально за один день. Во-вторых, на основе данного метода можно создавать сложные по рельефу конструкции. В-третьих, можно подобрать большое количество материалов, которые позволят вести качественный и быстрый процесс печати.

Принтер Objet

Одни из популярных устройств, на основе которых может вестись печать фотополимерными материалами, — марки Objet. Особенность технологии в том, толщина слоя несколько выше, при этом готовая продукция отличается прочностью и надежностью. Принтеры марки Objet могут работать с двумя материалами сразу, при этом их можно использовать для создания одной или двух моделей прототипирования. Каждому печатному процессу можно задать определенные характеристики, чтобы конечные модели отвечали необходимым требованиям.

Принтер Objet24 позволяет создавать прототипы высокой детализации, при этом они могут оснащаться движущимися элементами. Конечная деталь будет отличаться прочностью, несмотря на тонкие стенки, а гладкая поверхность – возможность для дальнейшей покраски в нужное цветовое решение. Эта модель принтера подходит для дизайнеров или инженеров, которым нужно создавать модели высокой точности. Данное устройство работает с твердым фотополимером VeroWhitePlus, который удобен в использовании: его можно окрасить, просверлить, подвергнуть механической обработке.

Более совершенствованная модель SLA-принтера — Objet30 Pro . На его основе можно создавать прототипы из восьми различных материалов, каждый из которых отличается термостойкостью, различной структурой и фактурой. Самое главное, что качество печати будет отличным. Принтер имеет вместительный лоток, что позволяет вести печать товаров в большом количестве, например, для медицины.

Принтеры для профессиональной деятельности

В профессиональных целях можно использовать модель принтера Objet Eden260V . Это по-настоящему выгодное вложение средств, поскольку можно быстро создавать прототипы из 18 материалов. Ультратонкие слои трехмерной модели позволяют обеспечить исключительную детализацию, сложные формы и очень тонкие стенки. Устройство работает бесшумно, поэтому станет отличным решением для офисных помещений. Данная модель принтера работает с несколькими типами материалов:

• прозрачными, на основе которых можно создавать детали прочных форм и с гладкой поверхностью,
• непрозрачными жесткими материалами различного цветового решения,
• сырьем на основе полипропилена, которое отличается гибкостью и при этом прочностью, поэтому можно создавать прототипы с движущимися элементами,
• эластичными материалами, которые позволяют печатать детали с нескользкой или мягкой поверхностью,
• термостойкими материалами, позволяющими создать функциональные детали.

Главная отличительная особенность готового изделия – сияющий цвет, что обеспечивается применением материалов различного цветового решения.

Устройство 3D-печати Objet500 Connex3 – это создание прототипов, которые могут совмещать в себе до 46 цветов. В данном принтере можно сочетать несколько прочных фотополимеров.

Фотополимеры: виды и сфера применения

Этот вид пластика отличается сопротивлением к высокой температуре и высокой прочностью. На основе материала можно печатать модели высокой ударопрочности и ударной вязкости. На основе Digital ABS можно создавать:

• функциональные прототипы,
• пресс-формы,
• корпусные детали, которые эксплуатируются при низких или высоких температурах,
• корпусы электронных деталей, например, для мобильных телефонов,
• детали двигателей, крышек.

Материал, способный функционировать при высокой температуре, — материал RGD525 белого цвета. Он отличается стабильностью сохранения размеров. На основе фотополимера можно создавать имитации тепловых характеристик промышленных пластиков. Идеально подходит для функционального тестирования, например, в горячем воздухе или горячей воде. Данный материал целесообразно применять при формовке, подгонке и функциональном тестировании статических деталей, к которым предъявляются высокие качества в плане поверхности и четкости. Применяется фотополимер RGD525 для создания моделей для выставки, подвижных элементов, кранов труб и бытовой техники.
В стоматологической сфере применяются фотополимеры, которые обладают жесткостью и непрозрачной структурой. При создании прототипов большую роль играют отличная детализация, высокая точность. На основе фотополимеров VeroDent, VeroDentPlus и MED610 можно создавать гипсовые модели, съемные каппы, хирургические направляющие и другие приспособления для стоматологии и ортодонтии.

3D-печать на основе эластичного фотополимера Tango позволяет создавать прототипы, которые отличаются высокой твердостью и прочностью на разрыв. На их основе можно печатать изделия для выставок, различные ручки, шланги и обувь. Таким образом, фотополимерная 3D-печать на основе технологии SLA – это возможность получать качественные модели, которые могут применяться в различных сферах.

Развитие 3D-технологий способствует появлению все более доступных и совершенных материалов, которые позволяют получать высококачественные и точные модели с заданными физическими и механическими свойствами.

К наиболее передовым и распространенным в материалам относятся фотополимеры – вещества, изменяющие свои свойства и агрегатное состояние при попадании на них ультрафиолетовых лучей.

В зависимости от сферы применения, профессиональной или промышленной, фотополимерные смолы используются в двух типах 3D-принтеров – на базе технологии (MJP) или (SLA). В первом случае жидкий фотополимер, подаваемый в аддитивную установку, накладывается тонкими слоями и приобретает прочность под действием ультрафиолетовой лампы. Во втором – материал находится в специальной ванне принтера и затвердевает под лучом лазера.

Многообразие свойств делает эти материалы по-настоящему универсальными. Фотополимерные модели могут иметь различные цвета, быть эластичными и жесткими, матовыми и прозрачными, композитными, термостойкими, биосовместимыми, схожими по свойствам с полипропиленом и ABS-пластиками и обладать многими другими характеристиками. Благодаря такому разнообразию они используются в широком спектре отраслей – от производства обуви до авиакосмической промышленности.

Преимущества фотополимеров в сравнении с другими материалами для 3D-печати

1. Высокая детализация и идеально гладкие поверхности напечатанных объектов.
2. Возможность выращивать геометрически сложные изделия (точность – до 0,025 мм на 25,4 мм детали).
3. Превосходные физико-механические свойства готовых моделей и прототипов.
4. Большой выбор материалов для 3D-печати с различными свойствами.
5. Простота постобработки – их легко склеивать, шлифовать, окрашивать и т.п.

Фотополимеры в стереолитографии: надежные материалы для промышленной печати

Модели из фотополимеров, напечатанные на стереолитографических 3D-принтерах , обладают высокой прочностью и могут быть прозрачными, что позволяет использовать их при решении разнообразных задач: изготовлении мастер-моделей, создании конечных изделий, проведении экспериментов и функциональных тестов, проверке изделий на эргономичность.

Основные преимущества фотополимеров для SLA-печати:

• высокая скорость и точность печати;
• создание сложных моделей (в том числе с тонкими стенками и мельчайшими деталями);
• легкая постобработка;
• свойства материалов для 3D-принтера позволяют использовать выращенный прототип в качестве готового изделия;
• низкий расход материала поддержки.

Области применения:

• авиакосмическая отрасль;
• промышленное производство (оснастка, литье);
• медицина, в том числе стоматология;
• ювелирная промышленность.

В современной 3D-печати, помимо УФ- и фотоотверждаемых фотополимеров, все шире используются керамонаполненные. Керамику можно рассматривать как один из особо перспективных материалов для аддитивного производства . Она используется, в частности, как наполнитель фотополимерной смолы в лазерной стереолитографии.

После этапа печати полимерная составляющая такого материала подвергается выжиганию, что позволяет получить керамические изделия с уникальными свойствами: с заданной пористостью, повышенной жесткостью, прочностью и термостойкостью.

Керамонаполненные фотополимеры эффективно применяются в НИОКР и на производстве для быстрого изготовления оснастки, создания шаблонов, при функциональном тестировании, испытаниях в аэродинамической трубе и низкотемпературной вулканизации. Материалы могут быть использованы в большинстве аддитивных установок на базе технологии SLA .

Фотополимерные 3D-принтеры и материалы ProtoFab

iQB Technologies является эксклюзивным дистрибутором в России компании ProtoFab (Китай) – производителя промышленных SLA-принтеров и материалов. Оборудование ProtoFab обеспечивает б ыструю, высокоточную и экономичную печать прототипов илитейных мастер-моделей для различных отраслей. Компания предлагает широкий выбор фотополимерных материалов собственной разработки с уникальными характеристиками.

Удаление поддержек у прототипа, напечатанного в 3D-принтере ProtoFab

Перспективы индустрии фотополимеров

Как видим, выбор фотополимеров, доступных сегодня на рынке, весьма обширен. Их многообразие и возможность приобретать нужные свойства уже доказали свою высокую эффективность во многих производственных отраслях – не только в прототипировании, но и в серийном производстве. Например, компания Adidas планирует к 2018 году продать 100 тысяч пар кроссовок Futurecraft 4D, в изготовлении которых используется 3D-печать фотополимерами . При этом не прекращаются усиленные исследования этих материалов, появляются инновационные разработки для решения все более широкого круга задач и более массового внедрения технологии.

У фотополимерных материалов и 3D-принтеров есть и свои минусы – прежде всего, достаточно высокая на сегодняшний день стоимость оборудования и сложность используемых технологических процессов. Необходимо понимать, что крупные инвестиции окупаются не сразу и за счет снижения стоимости конечного изделия и ускорения самого процесса изготовления. Сроки возврата вложений зависят от поставленных задач на конкретном производстве, а также от специфики интеграции аддитивных методов в текущий технологический процесс предприятия. Однако мировая индустрия, во многом благодаря достижениям в области 3D, движется к упрощению производственных процессов и сокращению технологических и логистических цепочек.

С прогрессом аддитивного производства, освоением новых свойств материалов и появлением новых типов фотополимеров доступность технологии будет расти. Фотополимеры – неотъемлемая составляющая .

На фото в заставке: прототип из фотополимерного материала Formula L1 компании ProtoFab

Сегодня обзор товара, которого по-моему еще не было на муське. Купил в принципе чисто из интереса (хотя давно хотел заменить наборный штамп на другой, ибо буквы стёрлись до невозможности), эксперименты принесли неимоверное количество радости и удовольствия.

Упакован лист был плохо - банально черный полиэтиленовый пакет. Но повезло - чуть помялся один уголок, примерно на 1см.

Что из себя представляет материал. Это такой «бутерброд» из трёх слоёв. нижний слой - стеклотекстолит толщиной 0.5мм, средний - собственно сам фотополимер толщиной 0.7мм и верхний - защитная плёнка толщиной 0.15мм.

Процесс изготовления штампа прост до безобразия. Дя него нам кроме фотополимера потребуется лазерный принтер и плёнка для него для печати шаблона (вероятно можно попробовать и струйный принтер с соответствующей плёнкой), ультрафиолетовая , два куска стекла и два зажима для бумаги. И жесткая щетка/кисточка.

Печатаем шаблон на принтере в ИНВЕРСНОМ виде - светлые области будут оставлять оттиск на бумаге. Помещаем его в пары растворителя на несколько минут - для улучшения оптической плотности тонера, он сразу становится чернее, и это отлично видно прямо глазами. Я плеснул 647 растворитель в пустую 5л канистру и подвесил там шаблон на куске изоленты.

Отрезаем кусочек фотополимера, кладём его на кусок стекла, накрываем шаблоном, сверху накрываем стеклом, и весь этот бутерброд сжимаем зажимами

Вынимаем, снимаем защитную плёнку и вымываем незасвеченный фотополимер в горячей воде при помощи щетки/кисточки.

После этого «дубим» полимер еще в течение 5 минут, причем на картинках продавца он светит с двух сторон. Я снизу засвечивал 1 минуту, сверху 5.

Вырезаем и клеим к оснастке. Я вместо оснастки взял какой-то алюминиевый стаканчик и кусочки паркета

Результат:

Продолжаем экспериментировать:

Ну и «то ради чего всё затевалось»:

Сверху отпечаток с самопального штампа, снизу - старый изношенный наборный Trodat.

Несомненно, можно изготавливать и печати, но нужно потренироваться и отточить технологию. При этом не забываем, что подделка печатей - дело уголовно наказуемое. А вот для всяких приколюх - весьма и весьма. Я извёл 3см кусочек - и уже получил один полезный штам и два прикольных (точнее, три, троллфейсов я сделал два, один недосветил чутка)

Кто не знает что такое плёнка для лазерных принтеров - гуглите . продаётся она в канцтоварах, там же где и другие расходники.

UPD: эксперименты показали, что защитную плёнку лучше отклеивать. в этом случае, кстати, шаблон слегка прилипает к полимеру, и пропадает необходимость в стекле и дополнительном прижиме. время засветки лучше увеличить как минимум до минуты, а при наличии хорошего шаблона - и больше. с моим качеством шаблона полторы минуты к сожалению не прокатили.

А вообще, надо делать лазерную установку для засветки. делают же люжи на радиокоте из струйного принтера, там правда фоторезист засвечивается, но какая разница?