Фотополимер и 3d-печать

Фотополимеры представляют собой светочувствительные полимерные материалы, которые изменяют свои свойства при воздействии ультрафиолетового излучения. Они могут изменять свое состояние от жидкого вещества, похожего на воду, до твердого вещества, похожего на пластик. Только область, подверженная воздействию ультрафиолетового света, затвердевает, тогда как места куда свет не попал останутся жидкими.

Обычно фотополимеры хранятся в жидком состоянии. Существуют и другие полимеры, которые могут изменять свои свойства (или отверждаться) при нагреве. Нас же интересуют фотополимеры, с которыми свет от UV-источников инициирует химические реакции, при которых изменяется структура, химические и механические свойства. Эти материалы являются экологически чистыми и поэтому популярны в технологиях 3d-печати, поскольку при работе с ними не выделяются вредные летучие вещества.

Эти полимеры довольно распространены в нашей повседневной жизни и могут быть замечены в различных видах покрытий на металле, бумаге, пластмассах и древесных материалах. Люди даже носят их во рту, если они проводили процедуру восстановления зуба. 

Некоторыми из общих полимерных основ для фотополимеров являются поливинилциннамат, полиамид (ПА), полиизопрен, полиимиды, эпоксидные смолы, акрилы и в добавок вместе с этими полимерами используются мономеры, олигомеры и т.д.

Использование источника света при изготовлении полимеров было довольно популярным в 19 веке. Солнечный свет использовался для превращения винилхлорацетата в поливинилхлорацетат в технологической цепочке производства бутылок. Так же фотополимеры широко применяются в электронике.

В технологиях 3D-печати, таких как стереолитография, модели печатаются для снятия силиконовых форм, различных прототипов и конечных изделий, которые подвергаются механическим нагрузкам. Фотополимерная 3D-печать - это группа технологий аддитивного производства, которые отверждают жидкие фотополимеры для создания объекта слой за слоем, к ним относятся технологии mjm, dlp, lcd, sla,polyjetи т.п.

Какие виды последующей обработки требуются для печати на смоле?

По сравнению с другими методами 3D-печати, фотополимернаая печать - это технология, которая требует как минимум минимальной последующей обработки. Основные шаги для готовности объекта:

Промывка - необходимо удалить неотвержденную смолу с отпечатка. Поскольку материал представляет собой жидкость, он остается на столе построения и объекте, поэтому отпечатки помещаются в спирт, промываются водой.

УФ-отверждение - этот шаг необходим, когда объекты подвергаются воздействию солнечного света или УФ-лампы для лучшего затвердевания. Во время печати каждый слой подвергается воздействию света всего несколько секунд, поэтому всегда рекомендуется последующее отверждение.

Удаление поддержек - включает в себя удаление всех поддерживающих структур из объекта. Для фотополимерной печати требуются опоры, чтобы удерживать объект, на платформе и не допускать его попадания в емкость для смолы во время печати.  

Почему выбирают фотополимерную печать?

Высокое качество и детализация. Даже если разрешение (минимальная высота слоя) машины для смолы равноценно или хуже, чем у другого принтера (такого как FDM), результат все равно будет более точным. 

Гладкость поверхности. Тем не менее, при печати на смоле все еще будут некоторые линии слоев; они очень маленькие и почти невидимы на некоторых цветах смолы. Полимеризация создает прочную структуру, что делает печать более привлекательной.

Широкий выбор материалов. Хотя ассортимент смол не безграничен, ему все же удается охватить все общие области применения и потребности, и этот список быстро растет. Каждая фотополимерная смола состоит из рабочих компонентов, необходимых для реакции, и добавок, таких как красители, визуальные и функциональные добавки. В зависимости от задачи не составит труда подобрать требуемые характеристики полимера.

Некоторые модели требуют меньше поддержки. Для печати на фотополимере все время требуются опорные конструкции, что губительно при простой печати. Тем не менее, некоторые сложные геометрии могут быть получены с меньшим количеством опор по сравнению с технологией FDM. Это связано с тем, что резервуар со смолой заполнен смолой по всему периметру, поэтому, если есть выступы под которыми пустота, их можно просто прикрепить к основному корпусу детали во время отверждения.

Высокоскоростной. По сравнению с другими методами прототипирования, печать на смоле происходит намного быстрее, а современные машины могут быть чрезвычайно быстрыми. Без потери качества полимерные принтеры могут производить детали с высокой детализацией в течение нескольких часов или дней в зависимости от размера. Если вы печатаете партию статуэток конечного использования на полимерном принтере, это может быть дорогостоящим способом. Однако для некоторых применений, таких как прототипы, нестандартные стоматологические шаблоны и мастер-модели для пресс-форм, печать на смоле экономит бюджет.

Отпечатки водонепроницаемы. По сравнению с пластмассами или порошковыми материалами, фотополимеры получаются твердыми и водонепроницаемыми, они не впитывают влагу из воздуха. 

Безопасный процесс. Это означает, что печать на смоле безопаснее других, поэтому кто-то может запустить принтер и даже оставить его в покое без каких-либо опасностей.

Более простое 3D проектирование. Заявление о том, что у полимерной печати нет особых требований к цифровым моделям, было бы ложью. Тем не менее, список рекомендаций и геометрических ограничений меньше по сравнению с некоторыми другими методами печати, поэтому можно создавать больше креативности и деталей.