Фотополимер — это светочувствительный материал, который меняет физические свойства под воздействием света. Фотополимеры широко используются в 3D-печати из-за их универсальности и совместимости с различными процессами 3D-печати.
Жидкая фотополимерная смола
Фотополимеры, напечатанные на 3D-принтере, превращаются из жидкой смолы, состоящей из мономеров и олигомеров, в твердую полимерную сеть с определенной формой при воздействии света с определенной длиной волны. Начиная с технологии стереолитографии (SLA) в 1984 году и прогрессируя с цифровой обработкой света (DLP) и полиструйной печатью за последние несколько десятилетий, фотополимеры предлагают явное преимущество для разработчиков продуктов, инженеров и исследователей.
В альтернативных процессах 3D-печати используются термопластичные материалы путем экструзии нитей или гранул. Напротив, фотополимеры являются термореактивными, что означает, что материал или смола отверждается и затвердевает, приобретая определенные механические свойства.
Под воздействием УФ-излучения слои фотополимерной смолы слипаются, образуя однородную деталь. Обычно для этого требуется струйная обработка стратегических материалов или высокотехнологичное размещение ультрафиолетового света для создания твердых 3D-печатных деталей. Наиболее часто используемые на рынке фотополимерные смолы для технологий 3D-печати — это SLA и DLP. Обе технологии работают с ванной со смолой, однако SLA использует точечную лазерную технологию, а DLP работает с экраном цифрового проектора для мгновенного отверждения всего слоя.
SLA против DLP
Тип фотополимерной 3D-печати, которую вы используете, зависит от ряда факторов. Вот базовый обзор того, когда использовать SLA против DLP и наоборот.
Когда использовать SLA
Когда разрешение и размер сборки имеют наибольшее значение. Возможность печати деталей с разрешением XY 25 микрон с помощью SLA дает небольшое преимущество по сравнению с DLP. Когда дело доходит до размера сборки, SLA имеет более высокое разрешение для более крупных частей, которые занимают больше места на платформе сборки. Примеры включают:
- Стоматологические приложения
- Модели литья по выплавляемым моделям
- Оптические модели
- Быстрое прототипирование
Когда использовать DLP
Для конкретных случаев использования, требующих высокой точности или пропускной способности. Например, крошечные модели и сборки небольших деталей идеально подходят для технологии DLP. Кроме того, DLP производит детали быстрее, чем SLA. Также важно учитывать чистоту поверхности и другие факторы при определении того, какое решение подходит для вашего приложения. DLP идеально подходит для следующих целей:
- Ювелирные изделия
- Биосовместимость и здравоохранение
- Медицинское оборудование
- Приложения ESD (рассеивающие статические заряды)
В конечном счете, эти две технологии тесно связаны между собой, и различия иногда могут быть незначительными. Возможно, наиболее значительным преимуществом, которое дает 3D-печать фотополимерной смолой SLA по сравнению с DLP, является возможность печатать высокоточные и эстетически привлекательные модели.
Исторические преимущества фотополимерных смол
В течение многих лет инженеры использовали технологию 3D-печати как средство быстрого изготовления прототипов для проверки формы, соответствия и функциональности своих конструкций. По сравнению с традиционными методами, которые требовали большого количества ручного труда и были менее повторяемыми, 3D-печать быстро стала жизнеспособной альтернативой во многих отраслях, особенно в здравоохранении, автомобилестроении, потребительских товарах и электронике. Он по-прежнему широко используется в быстром прототипировании сегодня.
Виды фотополимерной 3D-печати
Существует множество различных фотополимерных смол, доступных для 3D-печати. Они различаются по прочности, термостойкости, рассеиванию статического электричества и другим механическим свойствам, что позволяет инженерам производить уникальные детали для нишевых приложений. Кроме того, можно производить гибкие материалы с диапазоном значений по Шору для мягкого прикосновения (заказать 3d печать гибким материалом можно тут ).
Ограничения включают недостаточную ударную вязкость, повышенную хрупкость, низкую термостойкость и усадку. Несмотря на то, что последние смолы специально разработаны для решения некоторых из этих проблем, свойства печатных деталей по-прежнему фундаментально ограничены природой фотохимии.
Например, время очень важно в процессе полимеризации, поэтому для него требуются многофункциональные компоненты, которые делают сеть хрупкой и ухудшают некоторые механические свойства. Кроме того, усадка проблематична при преобразовании мономера в полимер.
Преимущества фотополимерных смол нового поколения
Дни хрупких фотополимерных деталей, используемых только для эстетически привлекательных моделей или узкоспециализированных приложений, прошли.
Традиционные фотополимерные смолы для 3D-печати лишены истинной функциональности и поэтому редко используются в производстве.
Материалы управляют приложениями или наоборот?
Следующее поколение передового аддитивного производства основано на разработке материалов, что, несомненно, приведет к появлению новых приложений и проникновению на рынок. Неотъемлемые преимущества аддитивного производства позволяют инженерам по-новому определять разработку новых продуктов, принимая во внимание сложность, которая приводит к более высокой производительности. Объедините это с передовыми материалами, улучшающими функциональность, и возможности безграничны.
Фотополимеры развиваются и теперь они имеют :
- Повышенная ударная вязкость и температурная стабильность. Большинство фотополимерных смол, доступных сегодня на рынке, измеряют прочность на растяжение по осям XY и с меньшей вероятностью публикуют характеристики по оси Z. Материалы COR Alpha имеют истинные изотропные значения, которые преодолевают обычные ограничения технологий 3D-печати SLA и DLP.
- Улучшенная химическая стойкость: фотополимерные смолы устойчивы к большинству органических растворителей, соленой воде и даже реактивному топливу. Это открывает двери для новых отраслей, включая транспорт, аэрокосмическую промышленность, тяжелое машиностроение и энергетику.
- Улучшенная биосовместимость: Слуховые аппараты, стоматологические приборы, медицинские устройства и приложения для здравоохранения выигрывают от использования материала с повышенным уровнем цитотоксичности. Кроме того, улучшенная термическая пластичность фотополимерных смол COR Alpha позволяет производителям медицинского оборудования автоклавировать и стерилизовать изделия, не опасаясь деформации или деградации. Смотреть видео:
Но важный момент — чем прочней и лучше смола, тем она дороже стоит. Если обычная смола может стоить 2-3 т.р. за лит, то инженерный материал может смело за десятки тысяч рублей.
В настоящее время наш парк техники включает 2 принтера с размерам 8,9 дюймов (190х120х200), разрешением 4К и один размером 130х82х150 мм. Печать смолами abs like, высокоточными смолами, а также резино и нейлоноподобными
По всем вопросам — 3d печать/3d сканирование писать сюда:
контактный телефон +79531178495
Telegram: https://t.me/fidller
E-mail: shope@fidller.com
вконтакте: https://vk.com/3d_krd_123
Александр
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.