Фотополимеры для 3D-печати: советы и инструкция по применению

Рассказываем о применении фотополимеров для 3D-печати, их преимуществах и тонкостях работы с ними, даем детальную инструкцию — подробный мануал, пошаговый гайд для печати, который поможет понять, сложно ли печатать 3D-объекты на фотополимерных 3D-принтерах.

Узнайте больше из статьи.

Содержание

• Что такое 3D-печать фотополимерами
• Подготовка файлов
  • Заполнение модели
  • Правильная ориентация
• Выбор фотополимера
• Подготовка принтера
• Постпечатная обработка принта
  • Выбор растворителя
  • Выбор инвентаря
  • Очистка принта
  • Отверждение принта
• Вопросы безопасности
  • Пожарная безопасность
  • Защита кожи
  • Защита глаз
  • Защита органов дыхания
  • Защита окружающей среды
• Образцы печати
• Заключение

Что такое 3D-печать фотополимерами

Источник: plastikjunkies.de

В сравнении с другими видами 3D-печати фотополимерная печать обладает рядом преимуществ, из которых наиболее существенными являются следующие:

1. Возможность изготавливать геометрически сложные объекты с большим количеством мелких деталей.

2. Идеально гладкие поверхности напечатанных объектов.

3. Большой выбор материалов для 3D-печати с различными свойствами.

4. Превосходные физико-механические свойства принтов, обеспечивающие простоту их последующей обработки – склеивания, шлифовки, окрашивания и т.п.

Однако, в течение длительного времени оборудование для фотополимерной печати отличалось высокой ценой и было доступно лишь профессионалам.

Благодаря стремительному прогрессу оптоэлектроники, в последние два-три года стоимость оборудования резко снизилась. Сочетание низкой цены и высокого качества печати обеспечило фотополимерным принтерам широкую популярность, а производители, в первую очередь китайские, наводнили рынок разнообразными моделями – от промышленных до настольных.

Фотополимерные принтеры сильно отличаются от ставших уже привычными FDM-принтеров. А поскольку число их непрерывно растёт, возникла необходимость уделить внимание вопросам, связанным с подготовкой файлов, постпечатной обработкой принтов и обеспечением безопасности.

Подготовка файлов

Заполнение модели

Источник: meshmixer.com

При работе с фотополимерными принтерами необходимо иметь в виду, что они не способны автоматически производить «заполнение» внутреннего пространства моделей так, как это делает FDM-принтер. К примеру, сфера будет распечатана как сплошной шар, что сделает модель чрезвычайно массивной и обернётся напрасной тратой смолы и трудностями с отверждением. Поэтому файлы, описывающие пустотелые модели, требуют специальной обработки, производить которую удобнее всего при помощи программы Meshmixer.

Правильная ориентация

Фотополимерная печать обеспечивает лучшее качество тогда, когда плоскость создания слоев не совпадает с плоскостями объекта, то есть располагать его надо под некоторым углом.

Это отличается от того, к чему вы привыкли при использовании FDM-принтеров, и об этом надо помнить.

Выбор фотополимера

Источник: zortrax.com

Ещё совсем недавно рынок фотополимерных смол был почти полностью занят китайскими производителями. Фотополимеры, производимые в США и Европе, располагались в сегментах “верхний” и “верхний-средний” и были мало доступны отечественному потребителю.

В последнее время на российском рынке появились качественные смолы отечественного производства, в том числе нижегородской компании “3Д Аддитивные технологии” под торговой маркой Gorky Liquid.

Не уступая китайским фотополимерам по таким показателям, как цена, удобство печати и качество принтов, они резко выделяются практически полным отсутствием запаха. Полная информация о фотополимерных смолах Gorky Liquid – на сайте производителя.

ВНИМАНИЕ !
При любых работах со смолами и растворителями необходимо тщательное соблюдение правил техники безопасности, подробнее — читайте ниже.

Подготовка принтера

При извлечении принта капли смолы часто попадают и на принтер и окружающие поверхности. Чтобы минимизировать возможный ущерб, рекомендуется перед заливкой фотополимерной смолы в кювету установить принтер в какую-нибудь достаточно большую ёмкость с низкими краями. Дешевый обеденный поднос или противень – достаточная страховка на случай, если что-то пойдет не так. Даже если смола выплеснется из кюветы и вытечет из принтера, дальше подставки она не попадёт.

Постпечатная обработка принта

Выбор растворителя

Источник: 125mkm.ru

После окончания печати полученную модель необходимо очистить от неотверждённой смолы, которой она покрыта. Для этого вам понадобится растворитель. Лучшим растворителем для фотополимерных смол является изопропиловый спирт. Он низкотоксичен, относительно малолетуч и легко доступен, поскольку, в отличие от этилового спирта, не является объектом государственного регулирования.

Выбор инвентаря

Источник: youtube.com

Для очистки принта используйте пластиковую ёмкость (например, какой-нибудь контейнер Tupperware) и сито. Распечатанная модель должна помещаться в сито, а сито – в ёмкость таким образом, чтобы растворитель, налитый в неё, покрывал модель полностью.

Источник: Maker's Muse @ youtube.com

Комплект поставки любого фотополимерного принтера содержит пластмассовый шпатель – для снятия принта с платформы. Однако, опыт показывает, что режущие кромки пластмассовых шпателей редко обладают остротой достаточной для того, чтобы снять принт без повреждений. Поэтому лучше использовать металлическим шпатель – обычный строительный шпатель, который можно приобрести в любом магазине стройтоваров.

Очистка принта

Источник: youtube.com

После того, как процесс печати закончится и платформа с готовым принтом будет приведена в крайнее верхнее положение, подождите несколько минут, чтобы излишки смолы стекли с принта и платформы. После этого поднимите защитный экран принтера и отсоедините платформу.

Источник: youtube.com

Держа платформу с принтом одной рукой, другой рукой, при помощи шпателя, отделите принт от платформы и сбросьте его в сито, расположенное в ёмкости, наполненной растворителем. После этого платформу лучше всего установить обратно в принтер – чтобы ничего не испачкать оставшейся на ней смолой.

В течение двух-трёх минут аккуратно встряхивайте сито, не вынимая его из растворителя. Убедившись, что остатки смолы полностью растворились, выньте принт из сита. Очищенный принт полностью готов к заключительной операции – ультрафиолетовому отверждению.

Отверждение принта

Источник: top3dshop.ru

Для отверждение изделий из фотополимерных смол используются ультрафиолетовые камеры. Достаточно поместить принт в камеру и подвергнуть его облучению в течение 3-5 минут.

В Интернете можно встретить совет использовать для отверждения принтов солнечный свет. Однако, это возможно лишь там, где УФ-индекс достаточно высок – в экваториальной и субэкваториальной зонах. Кроме того, под действием солнечных лучей не успевший затвердеть материал принта сильно разогревается, что может привести к его деформации.
Для умеренных широт характерны низкие показатели УФ-индекса, поэтому в России альтернативы УФ-камере нет.

Вопросы безопасности

Пожарная безопасность

Изопропиловый спирт образует с воздухом взрывоопасные смеси и легко воспламеняется. Фотополимеры обычно негорючи, но при нагревании выделяют газообразные вещества, обладающие токсическим действием. Поэтому все работы, связанные с фотополимерной печатью, необходимо проводить вдали от источников тепла, искр и открытого пламени, в хорошо проветриваемом помещении.

Защита кожи

Фотополимерные смолы токсичны. Вдобавок, они обладают умеренной вязкостью, легко разбрызгиваются и мгновенно прилипают к любой поверхности, на какую попадут. Поэтому работать со смолой следует в перчатках и закрытой одежде. При попадании состава на кожу, его следует смыть большим количеством воды. В случае возникновения покраснения или выраженного ожога обратитесь к врачу.

Смола, попавшая на перчатки, застывает очень медленно и продолжает пачкать всё, к чему вы прикасаетесь. Внимательно следите за тем, чтобы после извлечения модели из принтера не трогать ни одежды, ни посторонних предметов. Как только необходимость в перчатках отпадёт, сразу снимите их, выворачивая наизнанку.

Каждую пару следует использовать лишь один раз. Не экономьте – лучше сменить одноразовые перчатки, чем тратить время и силы на очистку одежды, стола и т.д.

Защита глаз

В процессе фотополимерной печати вы имеете дело со смолами и изопропиловым спиртом. Попадание в глаз каждого из этих веществ болезненно и представляет немалую опасность для зрения. Поэтому защитные очки совершенно необходимы.

При попадании смолы или спирта в глаза следует осторожно промыть их водой в течение нескольких минут. При длительном покраснении и/или сохранении неприятных ощущений — обратиться за медицинской помощью.

Защита органов дыхания

Изопропиловый спирт летуч и обладает резким характерным запахом. Фотополимеры имеют различные запахи – от практически неощутимых до чрезвычайно сильных, однако все они включают летучие компоненты, вредные для здоровья. Поэтому и печать, и очистку принтов следует производить только в хорошо проветриваемых помещениях, желательно с принудительной вытяжкой.

При появлении симптомов отравления – головокружения, головной боли, тошноты – немедленно покиньте помещение и выйдите на свежий воздух. При длительном сохранении указанных симптомов обратитесь к врачу.

Защита окружающей среды

Компоненты фотополимеров повышают уровень рН в окружающей среде, что уменьшает интенсивность круговорота органических веществ в системе почва-растение, а при попадании в воду нарушает процессы самоочищения водоемов и оказывает губительное действие на их обитателей — рыбу, фитопланктон, водоросли и т.д. Поэтому, после очистки принта, не следует сливать использованный растворитель в канализацию. Проще всего слить его в какую-нибудь ненужную ёмкость и дать спирту испариться. На стенках ёмкости останется тонкая плёнка смолы, которая быстро затвердеет, после чего ёмкость можно утилизировать вместе с прочими твёрдыми бытовыми отходами.

Образцы печати

Источник: gorkyliquid.ru

Источник: all3dp.com

Источник: top3dshop.ru

Заключение

Источник: gorkyliquid.ru

3D-печать фотополимерами обеспечивает большую точность и прочность, чем привычная домашняя FDM-печать пластиковым филаментом, хоть и в несколько меньших масштабах. Также она требует аккуратного обращения с жидким сырьем и некоторых навыков.

Следуя несложным правилам и советам из этой статьи, вы сможете быстро ее освоить и создавать высокоточные объекты с гладкой поверхностью, избежав многих ошибок начинающих.