3d печать из гибкого фотополимера. Детальная инструкция по изготовлению печатей и штампов из фотополимера

Настольный 3D-принтер Sparkmaker

Принтер Sparkmaker 3D в настоящее время включен в Kickstarter и выглядит довольно популярным. Давайте узнаем, почему.

Этот недорогой настольный 3D-принтер использует процесс фотополимеризации смолы, в котором фотополимерная смола затвердевает под воздействием света. В этом случае свет обеспечивается ЖК-панелью в нижней части устройства. Весь слой завершается одновременно, так как все пиксели на ЖК-панели соответствуют затвердевшим вокселям. Это должно сделать этот принтер немного быстрее, чем те, которые используют лазеры, которые должны тщательно отслеживать все части сплошных слоев.

Объем сборки довольно мал на этой машине, как это имеет место для многих 3D-принтеров с полимерным покрытием, которые используются для 3D-печати небольших объектов с высоким разрешением, таких как ювелирные изделия. Это всего лишь 102 x 56 x 125 мм, но он должен иметь возможность использовать много полезных проектов с высоким разрешением.

Поскольку это недорогое устройство, вы не должны ожидать многого. Однако есть одна интересная особенность, которая является печатью одним касанием. Sparkmaker включает автономную возможность, в которой SD-карта может удерживать разрезанную 3D-модель для печати без необходимости постоянного подключения к компьютеру. Хотя эта функция обычно доступна на более дорогих 3D-принтерах для настольных компьютеров, ее не всегда можно найти на таких недорогих устройствах, как эта. Просто вставьте SD-карту и нажмите кнопку (только), и начнется печать.

Еще один интересный аспект - внимание, которое компания уделяет материалам. Как смоляная машина, она способна обрабатывать любую подходящую трехмерную печатную фотополимерную смолу, из которой многие теперь доступны. Однако, Вау! Также предоставила короткую линию смол специально для Sparkmaker, которые предлагают некоторые интересные свойства:

«Жесткая» смола обеспечивает прочный базовый материал для создания функциональных деталей
Смола типа «нейлон» производит части с прочностью
Специальную литейную смолу можно использовать для трехмерных объектов печати, которые можно сжечь без золы для использования в процессе литья по выплавляемым восковым металлам
Упругая смола делает эластичные и гибкие предметы
Наконец, «смоченная водой» смола делает объекты, которые можно разгладить при применении воды.
Эта последняя смола интересна. По сути, это водорастворимый пластик, обычно используемый для растворяющихся опорных структур в других трехмерных принтерах. Однако здесь идея состоит в том, что вы можете сгладить свои отпечатки, погрузив их в воду или покрасив их водой. В то время как удобно, это также немного рискованно, так как домашние отпечатки могут легко встретить воду в течение их жизни.

Набор для окрашивания смол для настольного 3D-принтера Sparkmaker

Также предоставил набор для окрашивания смол, состоящий из: черного, голубого, желтого, пурпурного и белого. С этими цветами можно теоретически создать любой мыслимый цвет и применить его к смоле. Однако неясно, насколько хорошо это работает, так как сами смолы имеют некоторый цвет, а конечный эффект будет микс.

Настольный 3D-принтер Sparkmaker в действии

Устройство изготовлено Wow! Основанной в Шензене компании, предлагающей только это устройство. Тем не менее, компания, которая существует с 2015 года, по-видимому, с тех пор выпустила несколько прототипов растущих возможностей. В 2016 году компания фактически продала некоторые ранние проекты «друзьям» для оценки. В начале 2017 года они начали программу бета-тестирования, которая использовалась для отладки аппаратного и программного обеспечения.

Причина, по которой я все это переживаю, заключается в том, что она демонстрирует, что Wow! Очень серьезно относится к процессу разработки и производства, в отличие от многих других крупных проектов, некоторые из которых предлагают машины, которые на самом деле никогда не проверялись людьми. Это снижает риск приобретения этого товара.

Еще одна проблема, с которой часто сталкиваются такие 3D-запускатели принтеров, - это производство, где инвесторы обычно производят единую машину в своей мастерской и предполагают, что ее можно массово производить, только чтобы обнаружить, что это не тот случай, когда они получают 10 000 заказов. Таким образом, многие стартапы потерпели неудачу.

Но я подозреваю, что это не относится к Wow !, поскольку они основаны на Shenzen и, скорее всего, имеют хорошие связи с рядом надежных производителей.

Похоже, что этот недорогой трехмерный запуск принтера может иметь меньший риск, чем некоторые другие. Но нормальные предостережения стоят здесь: если вы покупаете подразделение, убедитесь, что вы нормально теряете эти деньги, если проект идет на юг.

И сколько денег требуется для покупки одной из этих машин? Не много. Их нормальная розничная цена составляет всего 249 долларов США, что очень недорого для 3D-принтера с полимерным покрытием. Тем не менее, во время их запуска у них была цена всего за 99 долларов США. Эти низкие цены ушли сейчас, но есть еще скидки. Цена на смолу колеблется от 39-59 долларов США за 0,5 кг, или около 80-120 долларов США за килограмм.

Из фотополимера осуществляется на 3d принтере ProJet 3500 HD MAX. Технология печати – MJM (Multi-jet Modeling– многоструйное моделирование).

3d принтеры серии ProJet 3500 имеют различные характеристики: размеры камеры построения, толщина слоя, точность и используемый материал. В нашем распоряжении имеется «топовый» 3d принтер этой серии, который позволяет изготавливать детали со слоем всего 16 мкм, а погрешность построения не превышает 25-50 мкм на дюйм геометрии модели.

Сама 3d печать осуществляется путем нанесения расплавленного материала через множество мелких сопел в печатающей голове. Первоначально на платформу наносится материал поддержки, на который уже в дальнейшем наносится непосредственно сам пластик - фотополимер. Процесс отверждения жидкого фотополимера происходит под воздействием ультрафиолета, благодаря чему конечное изделие приобретает требуемые механические свойства: прочность, упругость и т.д.

После изготовления прототипа на 3d принтере ProJet 3500 HD MAX готовые изделия помещают в термошкаф для выплавления материала поддержки. К сожалению, из прототипов сложной формы выплавить весь материал поддержки не удаётся, и именно для этого наша компания приобрела специальную ультразвуковую ванну для возможности изготавливать даже самые сложные изделия.
Испробовав различные возможные варианты материала мы остановили свой выбор на материале Crystal, который наиболее отвечает всем требованиям для изготовления прототипов как для тестирования, так и для последующего снятия силиконовых форм, с помощью которых мы можем изготовить небольшую серию продукции из различных полиуретанов.

Технология MJM не подходит для штучного производства работоспособных деталей.

Для изготовления работоспособного прототипа испытывающего нагрузки мы рекомендуем Вам обратить внимание на технологию SLS.

Стадии 3d печати из фотополимера:

• Загрузка 3d модели на ПК, соединенный с 3d принтером

На этой стадии 3d модель в формате stl загружается в специальную программу для 3d принтера

• Подготовка оборудования к процессу печати

Проверяется наличие основного материала, а так же материала поддержки; подставка очищается от остатков поддержки после предыдущей печати и устанавливается в принтер

• Запуск печати

Непосредственно перед стартом печати принтер прогревает основной материал и материал поддержки, а затем начинает работу

• Пост-обработка напечатанных прототипов

На этой стадии прототипы извлекаются из принтера, помещаются в морозильную камеру, а затем в печку, для избавления от материала поддержки, после чего прототипы промываются в специальном растворе для окончательного извлечения материала поддержки.

Уникальность данной технологии 3d печати заключается в том, что она позволяет печатать максимально точные прототипы с максимально качественной поверхностью. Это возможно благодаря тонкому слою печати (16-32 мкм), а так же использованию материала поддержки – воск.

При печати на 3d принтере ProJet 3500 HD MAX доступны 4 режима печати:

• HD (High Definition-высокое разрешение), разрешение 375х375х790 dpi (xyz), толщина слоя печати – 32 мкм;
• HS (High Speed-высокая скорость печати), разрешение 375х375х790 dpi (xyz), толщина слоя печати – 32 мкм;
• UHD (Ultra High Definition-ультравысокое разрешение), разрешение 750х750х890 dpi (xyz), толщина слоя печати – 29 мкм;
• XHD (Xtreme High Definition-сверхвысокое разрешение), разрешение 750х750х1600 dpi (xyz), толщина слоя печати – 16 мкм;

Фотополимерная технология - это особый способ производства печатей, в основе которого используется свойство фотополимера отвердевать слоями под непосредственным воздействием определенного спектра ультрафиолетового света.

Рассмотрим технологию изготовления:

1. В компьютере при помощи графического редактора изготавливается эскиз печати или штампа.
2. При помощи лазерного принтера выводится макет необходимого эскиза на матовую пленку.
3. Полученный негатив обрабатывают затемнителем, для того чтобы придать ему оптической плотности.
4. Если заказчик хочет сохранить полученный негатив, то негатив необходимо поместить в защитно-разделительную пленку, если в последующем негатив не понадобиться, то его просто утилизируют.
5. Для того чтобы предотвратить разливание полимера за пределы негатива, по всему его периметру на расстоянии 5 мм от края наклеивается клейкая лента.
6. В полученную "форму" наливают полимер в жидком состоянии и накрывают все это пленкой. Полученная составляющая помещается в копировальную кассету (представляет собой два полированных стекла с пластиковым ограничителями по уголкам), зажимается стеклами и размещается в экспонирующей камере читающей стороной вверх, то есть негатив располагается внизу, прозрачная пленка сверху. Выставляются необходимые параметры камеры, зависящие от различных факторов:

• Расстояние между источником ультрафиолетового излучения и кассетой. Самым оптимальным считается расстояние 10-15 см, так как при меньшем может произойти неравномерное отвердевание поверхности кассеты, а при большем увеличивается длительность экспонирования, что приводит к снижению производительности данной установки.
• Толщина стекла. Чем больше толщина, тем больше время экспонирования.
• Природа используемой фотопленки. Негатив должен быть контрастным.

1. По завершению засветки первой стороны, кассета переворачивается и засвечивается вторая сторона.
2. Затем аккуратно разбирается форма, извлекается негатив так, чтобы не оторвать печатающие элементы от их подложки. Незатвердевший полимер следует смыть, используя щетку средней жесткости и теплую мыльную воду.
3. Хорошо вымытая форма размещается в воде и помещается в камеру для прохождения процесса дубления, который придает печати или штампу более высокую прочность. Эта процедура занимает максимум 10 минут.
4. Завершающий этап. Вырезается клише из полученной формы, клеиться на оснастку и проверяется качество полученного оттиска.

Форма быстрой связи

Из твердого фотополимера

Также изготавливаются печати и штампы из твердого полимера, технология их изготовления такова:

1. При помощи графической программы отрисовывается эскиз необходимой печати или штампа.
2. Полученный эскиз, используя лазерный принтер, наносят на матовую пленку.
3. Полученный негатив затемняют, для придания оптической плотности.
4. Полученный негатив обрабатывают небольшим количеством воды, для увеличения соприкасающих свойств и накладывают на заранее подготовленную пластину из твердого полимера так, чтобы металлическая пластина располагалась внизу. Полученная композиция очень плотно зажимается между стеклами и размещается в экспокамере под ультрафиолетовыми лампами негативом вверх. Время засветки в среднем не превышает 3 минут.
5. Полученное клише промывают в теплой воде с добавлением моющих средств. Высушивают и помещают в экспокамеру ещё на 15 минут для улучшения прочностных свойств. Проделав все эти процедуры, вы получаете готовую печать или штамп.

При фотополимерной технологии изготовления печатей могут возникнуть следующие дефекты:

1. Недостаточная глубина пробельных элементов.

• плохая смывка лишнего полимера;
• передержали во время экспонирования со стороны подложки.

Можно устранить:

• хорошо промыть повторно;
• заменить лампы;
• уменьшить время экспонирования.

2. Смазываются мелкие элементы, точки и тонкие штрихи. Налипание ненужных элементов к изготовленному негативу.

Причины возникновения данной проблемы:

• Недостаточное время экспонирования со стороны подложки или негатива;
• исчерпан ресурс ультрафиолетовых ламп;
• наличие на негативе грязи или пузырьков с воздухом.

Можно устранить:

• увеличить время экспозиции с двух сторон;
• заменить лампы;
• промыть тщательно негатив или при необходимости изготовить новый.

3. Недостаточная высота рельефа.

Причины возникновения данной проблемы:

• Передержали при экспонировании со стороны подложки.

Можно устранить:

• Уменьшить время экспонирования со стороны подложки.

Смотрите также

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.

Компания Era-3D предлагает купить фотополимерные 3D-принтеры в большом ассортименте. Представлены десятки моделей, которые различны по цене, используемым технологиям и рабочим параметрам.

Era-3D - официальный поставщик оборудования, поэтому цены обоснованы и конкурентоспособны. Наши сотрудники готовы организовать доставку в пределах Москвы и по России, взять на себя обслуживание техники.

Фотополимерный 3Д-принтер: материал печати, конструктивные особенности, технологии

В качестве расходного материала 3D-принтер такого типа использует фотополимерную смолу. Это жидкий полимер, затвердевающий при облучении света. Эта особенность выдвигает особые требования к конструкции принтера. Посмотрите на модели в каталоге, и вы увидите, что все они выполнены в корпусе, защищающем от УФ-излучения.

Фотополимерные 3D-принтеры способны печатать высокоточные образцы с гладкой поверхностью и широким набором свойств, которые могут варьироваться в зависимости от настроек оборудования и характеристик материала.

Есть несколько основных технологий, по которым работают фотополимерные 3D-принтеры.

.SLA и DLP - это схожие друг с другом виды стереолитографии.

.MJM и PolyJet - по сути, это одно и то же. Основная разница в том, что технологии запатентованы разными производителями.

.Фотополимерные 3D-принтеры, SSP и SAS также имеют сходные принципы работы (первая S - slide (скольжение), вторая - separate (разделение)). Отличаются повышенной точностью печати.

Наш консультант готов рассказать о каждой модели и технологии подробнее. Также приходите в наш демозал, где мы продемонстрируем возможности представленных фотополимерных 3D-принтеров перед покупкой.