Фотополимерная печать что это
5 преимуществ фотополимеров
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 аддитивном производстве 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 стереолитографии (SLA/DLP/LCD) или многоструйной печати (MJP). В первом случае материал находится в специальной ванне принтера и засвечивается лазером или ультрафиолетовой матрицей. Во втором – жидкий фотополимер, подаваемый в аддитивную установку, накладывается тонкими слоями и приобретает прочность под действием ультрафиолетовой лампы.
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
Основные преимущества фотополимеров для SLA-печати:
Области применения:
Керамонаполненные фотополимеры
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
Мы предлагаем вам купить фотополимерный принтер от надежных производителей. iQB Technologies является эксклюзивным дистрибутором в России компании ProtoFab (Китай), выпускающей промышленные SLA-принтеры и материалы. Оборудование ProtoFab обеспечивает б ыструю, высокоточную и экономичную печать прототипов и литейных мастер-моделей для различных отраслей. Компания предлагает широкий выбор фотополимерных материалов собственной разработки с уникальными характеристиками.
Также наша компания представляет на российском рынке профессиональные 3D-принтеры и материалы такого известного производителя, как Sharebot (Италия). В линейку оборудования входят фотополимерные машины BIG и VIKING на базе технологии LCD/LSL. В отличие от SLA, засветка расходного материала осуществляется не лазером, а светодиодной ультрафиолетовой матрицей через маску ЖК-экрана.
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 Индустрии 4.0.
Печать фотополимером • SLA/DLP/LCD/Polyjet
3D печать полимерными смолами – одна из востребованных технологий создания качественных деталей. Эта технология подходит для изготовления мастер-моделей, прототипов, форм для литья и других деталей. Благодаря использованию высокотехнологичного оборудования на принтерах для печати фотополимером можно изготовить объекты со сложной геометрической формой.
Компания LIDER-3D предлагает услуги 3D печати фотополимерами для разных областей производства, а также для стоматологии. Мы используем современное промышленное оборудование лучших производителей. Узнайте о возможностях нашего производства и закажите трехмерную печать, позвонив по номеру: 8 (499) 391-09-25.
Как происходит печать
Фотополимерная печать – это создание детали из фотополимерной смолы. Согласно заданной модели смола отверждается под действием ультрафиолетовых или лазерных лучей.
Создание 3D детали начинается с построения трехмерной модели в специальных программах или с помощью 3Д сканера. Затем модель помещается в программу-слайсер, которая позволяет расставить поддержки и разбить модель на сектора.
Процесс самой печати зависит от типа принтера. Основной принцип – послойное отверждение смолы. Фигура как бы выращивается из жидкого фотополимера. Затем объект освобождается от поддержек и при необходимости проходит очистку в ультразвуковой ванне.
Для получения идеально гладкой или прозрачной поверхности детали можно ошкуривать или покрывать специальными составами.
Преимущества печати фотополимерами
Технология печати фотополимерами отличается от FDM. Создание трехмерной детали методом SLA/DLP/LCD/Polyjet – это:
Почему стоит работать с нами
Мы принимаем заказы со всей России. Вы можете заказать 3D печать фотополимером, находясь в любом регионе страны. Мы выполним заказ и отправим деталь в ваш город. Компания сотрудничает с крупными логистическими организациями, что позволяет осуществлять быструю доставку заказов по стране.
Наши сотрудники прошли обучение работе с оборудованием и программами для осуществления печати. Специалисты LIDER-3D изготовят детали с нужными физико-химическими свойствами и доработают изделия в соответствии с вашими пожеланиями.
Цена на 3D печать фотополимером
Цена на печать фотополимерными смолами зависит от объема и сложности работ. Минимальная стоимость заказа – 3000 рублей. В результате вы получаете готовое изделие из смолы с определенными характеристиками. Сроки выполнения работ – от 2 дней.
Как заказать 3D печать фотополимером
Оставить заявку можно, отправив письмо на адрес электронной почты: services@lider-3d.ru. Для быстрого и точного расчета цены, вышлите дополнительные данные:
Наши сотрудники подготовят коммерческое предложение, в соответствии с вашими требованиями и определят сроки печати детали.
Виды фотополимерных принтеров. Ликбез
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
В последнее время фотополимерная печать стремительно развивается, появляются новые виды и подвиды конструкций принтеров. В результате терминология формируется стихийно и в ней наблюдается некоторый бардак. Попробую немного прояснить ситуацию. Речь пойдет в основном о настольных принтерах.
Для обозначения других технологий засветки к SLA добавляется уточнение. Например SLA DLP, SLA DUP, но чаще в этих случаях SLA вообще отбрасывается, и остаются просто DLP/DUP/LCD-принтеры.
Типичные настольные представители SLA- принтеров: RK-1, Form 1, Form 2Плюсы технологии:
Высокая точность и при этом большая область печати
Минимум паразитной засветки
Низкая скорость по сравнению с проекционными технологиями, где слой засвечивается целиком
С точки зрения самостоятельной сборки SLA-принтер довольно сложен. Так же нет приличного открытого слайсера (поправьте, если ошибаюсь).
Хорошая скорость за счет засветки слоя целиком
Возможность менять баланс точность/скорость/размер области
Проблемы с паразитной засветкой разных видов
Падение точности и скорости с увеличением области печати
С точки зрения самостоятельной сборки DLP-принтер это то, что доктор прописал. Прелесть в том, что самая высокотехнологичная деталь принтера (проектор) разрабатывается и массово производится солидными брендами для другого, огромного рынка, на который и ложится нагрузка по разработке и производству. В итоге в наши руки попадает высокотехнологичное, но относительно доступное устройство. Страшно представить, сколько бы подобный девайс стоил, если бы разрабатывался только под рынок 3d-принтеров.
Таким образом высокотехнологичный DLP-принтер оказывается гораздо проще примитивного FDM-принтера 😀 Принтеростроителю остается сделать нормальную ось Z и приличный корпус. Остальное уже мелочи. Есть хороший открытый софт, много информации по сборке. Короче всем срочно строить 😉
Типичные представители: B9 Creator, EGL1, JAP DLPLCD. Альтернативное название DUP (Direct UV Printing). Новая технология, получившая бурное развитие благодаря низкой стоимости принтеров. Очень похоже не DLP, но изображение формируется по-другому. Под дном ванны находится LCD-матрица, источником излучения является мощный светодиод. На матрицу выводится изображение слоя. Белые пиксели пропускают излучение, черные не пропускают. Таким образом матрица выполняет функцию маски. Идея не нова. Было много экспериментов, но матрицы грелись, дохли, резали нужный диапазон. в общем идея на тот момент была признана мёртвой. Но всё изменилось с появлением сверхтонких IPS-матриц высокого разрешения. Теперь это работает.
Теже проблемы с паразитной засветкой разных видов, плюс дополнительное замыливание из-за отсутствия системы фокусировки изображения
Неизвестен ресурс матрицы и его зависимость от мощности светодиода (пока)
Приемлемая скорость печати возможна только с очень быстрыми полимерами
Типичные представители: Wanhao D7, KLD-LCD1260, JAP LCD (строится)
Несмотря на некоторую сырость технологии, стоит ждать лавинообразного роста количества таких принтеров.
Для самостоятельной сборки, безусловно, крайне привлекательный вариант. Пока маловато информации, но это временно.
Есть еще малоизвестный подвид LCD-принтеров. Это принтеры, работающие на полимерах ‘дневного света’. В качестве источника излучения используется белый светодиод или родная подсветка матрицы (как в проекте OLO). К сожалению, создание полимеров ‘дневного света’ сопряжено с некоторыми трудностями, поэтому это направление находится в зачаточном состоянии. Да и пользоваться полимером, застывающим на видимом свету не удобно.
С точки зрения расходников перечисленные технологии не то чтобы несовместимы, но есть нюансы. В общем случае полимеры для DLP и LCD должны содержать большее по сравнению с SLA, количество присадок, подавляющих паразитную засветку. Медленные полимеры для DLP не будут нормально работать на LCD.
До кучи упомяну еще пару гибридных технологий, где так или иначе используются фотополимеры. В настольных вариантах, насколько мне известно, не существуют.
GDP (Gel Dispensed Printing). Как FDM, но с фотополимерным гелем. Подробнее в статье.
Ключевые принципы 3D-печати на фотополимерном принтере
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Статья относится к принтерам:
Новички 3D печати на фотополимерных 3D принтерах часто сталкиваются с проблемой, когда в результате печати получают только опорные конструкции вместо намеченного объекта. Мы рассмотрим эту проблему 3D-печати и попробуем дать некоторые советы.
Итак, давайте разберемся зачем вообще нужны поддержки?
1) Навесы. Очевидно, что нависающие структуры необходимо поддерживать. Это довольно часто встречается в большинстве технологий 3D-печати, а не только в DLP/SLA.
2) Правильная геометрия. Если изначально модель не прикрепляется к столу, многие печатники увеличивают время засветки базовых слоев и довольно распространено избыточное отверждение начальных слоев объекта для лучшей адгезии к пластине. Это приводит к появлению видимых линий слоев и более толстых участков в нижней части из-за увеличения времени засветки. Чтобы избежать этого, объект размещают на поддержках.
3) Сохранение равномерной площади поперечного сечения. Важно сохранить равномерный переход площади поперечного сечения слоев. Это поможет избежать видимых линий слоев. Чтобы достичь этого, необходимо использовать различные ориентации. Обычно при их использовании нужны опоры для удержания объекта на месте.
4) Получение правильных размеров. Самые популярные DLP принтеры, такие как Anycubic Photon S, Wanhao D7 Plus, 3D Artel Zobu и другие, имеют лоток для смолы на дне которого FEP пленка. После отверждения слоя, физические силы создают высокое напряжение на отпечатанном объекте. Это может привести к различным деформациям, неправильным размерам, сбоям и т.д. Поддерживая объект, вы можете уменьшить вероятность отказов.
1. Более толстые опоры
SLA/DLP/LCD технология 3D печати и ее применение
Фотополимерная печать обычно ассоциируется с изящными, миниатюрными изделиями. Ведь именно фотополимерные принтеры приходят на помощь если нужно изготовить небольшую, но детализированную модель.
Принцип работы
В качестве “отвердителя” используется лазерный луч, который при помощи зеркал фокусируется на нужной точке. Луч последовательно “рисует” срез модели. Так постепенно, слой за слоем, на рабочем столе “выращивается” модель.
Принцип работы SLA технологии
Модель принтера с верхним положением стола
Это самая популярное решение для настольных моделей SLA принтеров.
Модуль с лазером располагается в верхней части принтера над ванной с полимером, а печатный стол, во время печати, постепенно опускается вниз, погружаясь в смолу.
Промышленный SLA с нижним расположением стола
Плюсы
Высокая точность. Такой аппарат не уступает в точности профессиональным ювелирным ЧПУ станкам
Идеальное качество поверхности. Самые миниатюрные модели выглядят монолитными. Слоев не видно даже при большом увеличении.
Минусы
Высокая стоимость 3D принтера. SLA аппараты очень требовательны к качеству комплектующих, поэтому ценник на такие модели начинается от 220 000 рублей.
Медленная скорость печати по сравнению с DLP и LCD технологией.
Пример печати
Сердечная мышца, напечатанная на Formlabs Form 3
Кольца, напечатанные при помощи SLA технологии
Статуэтка-бабочка, напечатанная на Formlabs Form 3
Прототип лопаты для уборки снега. Изготовлен на Formlabs Form 3L
Лучшие SLA принтеры
Лидером в производстве SLA принтеров является фирма Formlabs. В линейке Formlabs можно найти как небольшие настольные модели, так и профессиональные станки с большой областью печати.
Разрешение XY: 25 мкм
Размер лазерного пятна: 85 мкм
Мощность лазера: Один лазер мощностью 250 мВт
Размер рабочей области: 14,5 × 14,5 × 18,5 см
Толщина слоя: 25 – 300 мкм
Этот принтер можно сравнить с небольшим профессиональным станком. Несмотря на небольшие габариты, он с легкостью справится с самыми сложными моделями.
Разрешение XY: 25 мкм
Размер лазерного пятна: 85 мкм
Мощность лазера: Один лазер мощностью 250 мВт
Размер рабочей области: 33,5 × 20 × 30 см
Толщина слоя: 25 – 300 мкм
Этот принтер позволяет печатать крупноформатные модели или быстро изготавливать небольшие партии изделий.
C появлением более быстрых и бюджетных технологий, SLA принтеры стали менее популярны. В основном их используют на производствах с высокими требованиями к качеству и стабильности печати.
DLP технология опирается на принципы SLA, но в качестве источника УФ-излучения используется не лазер, а проектор.
Принцип работы
В качестве материала используется фотополимерная смола, но в отличии от SLA источником света является не луч, а DLP- проектор. Это существенно ускорило печать, ведь проектор, в отличие от луча, засвечивает сразу весь слой.
Принцип работы DLP технологии
Проектор располагается в нижней части принтера, под емкостью с фотополимером. Низ емкости обычно сделан из прозрачной, износостойкой пленки. Такая пленка хорошо пропускает УФ-излучение, к ней практически ничего не прилипает, а если она порвется ее можно легко заменить.
Плюсы
Средний ценовой сегмент. По сравнению с SLA выбор моделей больше, стоимость начинается от 200 000 рублей.
Минусы
Менее точный. Некоторые модели уступают по точности SLA аппаратам. Это визуально не заметно на готовом изделии, но может стать неприятным сюрпризом там, где требуется идеальная точность.
Возможна паразитная засветка. Из-за засветки всего слоя за раз может возникать паразитная засветка смолы.
Пример печати
Партия колец, напечатанная при помощи DLP технологии
Образцы колец, напечатанные на FlashForge Hunter
Реквизит для миниатюр 28 мм
Лучшие DLP принтеры
Разрешение XY: 0,0625 мм
Скорость печати: 10 мм/ч
Источник света: 405 нм LED
Размер рабочей области: 120х67,5х150 мм
Толщина слоя: 0,025-0,05 мм
Фирма FlashForge славится качеством своих принтеров. Hunter не стал исключением. Получилась хорошая “рабочая лошадка” способная решать разнообразные задачи.
DLP технология используется все реже. Ее упорно вытесняют более доступные 3D-принтеры, работающие по LCD технологии.
Первые LCD принтеры обладали рядом неприятных детских болячек (неравномерная засветка рабочей области и т.д), которые со временем удалось решить или компенсировать. С развитием технологии, помимо моделей для домашнего использования, появились аппараты, которые по точности не уступают DLP и могут использоваться для производственных задач.
Принцип работы
Технология почти полностью копирует DLP, только вместо проектора используются светодиоды. Под ванночкой располагается ЖК дисплей (похожий на дисплей смартфона или планшета), который затемняется в некоторых местах, пропуская свет только в нужных местах.
Принцип работы LCD технологии
Поскольку модуль с экраном и светодиодами располагается в нижней части принтера, то дно емкости под смолу прозрачное. Как и в DLP, обычно используют прозрачную пленку.
Плюсы
Дешевые аппараты. Использование светодиодов в связке с ЖК дисплеем позволяет сильно удешевить стоимость 3D принтера. Стоимость некоторых моделей начинается от 14 000 рублей.
Недорогие расходники и запчасти.
Большой выбор моделей. Можно легко подобрать модель для любой задачи.
Минусы
Менее точный. Бюджетные модели хорошо подойдут для печати миниатюр или статуэток, но их точности может быть недостаточно для, например, ювелирных изделий.
Возможна паразитная засветка. Как и в DLP технологии засвечивается сразу весь слой, это может приводить к паразитной засветке.
Качество печати может быть не одинаковое на всей области печати. Поскольку в качестве УФ источника используется массив светодиодов, а не один источник света, рабочая область может подсвечиваться неравномерно. Эту проблему можно решить программно или физически.
Скорость печати ниже DLP. Светодиоды светят “слабее” проектора, поэтому время засветки слоя немного больше, но все равно LCD принтер печатает быстрее SLA.
Пример печати
Небольшая миниатюра, изготовленная на Anycubic Photon Mono
Тролль, напечатанный на LCD аппарате
Шины для РУ модели, изготовленные из мягкого полимера
Модель замка, изготовленная на Phrozen Sonic Mini 4K
Статуэтка, изготовленная на Anycubic Photon Zero
Тролль, напечатанный на LCD принтере
Лучшие LCD принтеры
Разрешение LCD-дисплея: 854х480 px
Точность позиционирования по оси XY: 0.1155 мм
Длина УФ волны: 405 нм
Размер рабочей области: 97х54х150 мм
Толщина слоя: 0.01-0.2 мм
Бюджетная модель, ориентированная на домашнее использование. Хорошо подойдет для домашнего использования.
Anycubic Photon Mono
Разрешение LCD-дисплея: 2560х1620 (2K)
Точность позиционирования по оси XY: 0.051 мм
Длина УФ волны: 405 нм
Размер рабочей области: 130х80х165 мм
Толщина слоя: 0.01-0.15 мм
Anycubic Photon Mono уже более серьезный аппарат. Благодаря LCD дисплею большего разрешения удалось повысить точность и качество готовых моделей.
Phrozen Sonic Mini 4K
Разрешение LCD-дисплея: 6.1″ 4K Mono LCD
Точность позиционирования по оси XY: 35 микрон
Длина УФ волны: 405 нм
Размер рабочей области: 134х75х130 мм
Толщина слоя: 0.01-0.30 мм
Моно LCD матрица, с высоким разрешением, позволяет печатать очень быстро и точно.
Разрешение LCD-дисплея: 6.3″ 2K HD
Точность позиционирования по оси XY: 0.055 мм
Длина УФ волны: 405-410 нм
Размер рабочей области: 140х78х200 мм
Толщина слоя: 35-100 микрон
Увеличенная рабочая область позволяет изготавливать больше моделей за раз, а специальная УФ-LED матрица обеспечивает однородность засветки.
LCD принтеры успешно захватывают рынок вытесняя более дорогие DLP и SLA принтеры. Этому конечно способствует их доступность и большое разнообразие моделей.
Сфера применения
В стоматологии очень важна точность. Небольшое искажение даже в 0,1 мм может сделать кропотливую работу, по изготовлению коронки или протеза, бесполезной.
Элайнер, изготовленный при помощи 3D печати
Помимо точности принтера важную роль играет выбранный материал. Нужно использовать специальные смолы с небольшим процентом усадки.
Весь потенциал фотополимерных принтеров раскрывается в ювелирной отрасли. Помимо точности очень важна детализация и идеальное качество поверхности.
Кольцо, изготовленное из выжигаемого фотополимера
От модели до готового изделия
Раньше такие изделия приходилось очень кропотливо вырезать вручную или изготавливать на высокоточных ЧПУ станках из воска. Теперь достаточно сделать цифровую модель и при помощи принтера и выжигаемой смолы, быстро изготовить необходимое количество изделий готовых к отливке.
Печать прототипов, изготовление мастер моделей и т.д.
Шлем и другие прототипы, изготовленные на фотополимерном принтере
Не для всего подойдет FDM технология. Иногда нужно быстро изготовить макет будущего изделия с гладкой поверхностью, профессиональные фотополимерные принтеры легко справятся с этой задачей.
Доступные фотополимерные принтеры стали большим подспорьем для любителей миниатюр. Гораздо проще смоделировать и распечатать 28 мм фигурку любимого героя, чем долго и кропотливо изготавливать ее вручную.
Советский мотоциклист в масштабе 28мм
“Запчасти” для миниатюры 28мм
А большие декоративные статуэтки получаются более аккуратными, по сравнению с FDM печатью. После LCD принтера не придется долго вышкуривать модель, чтобы сгладить слои.
Для больших и схематичных макетов можно использовать FDM принтеры, но их точности недостаточно для изготовления небольших деталей. Имея 3D модель можно быстро изготовить очень точный и подробный макет здания или целого квартала.
Макет статуи В.И. Ленина
Напечатанный и покрашенный макет здания
Итоги
Несмотря на все плюсы фотополимерных принтеров, есть небольшие нюансы которые являются общими для всех технологий.
Промывка модели. После печати модель нужно промыть от остатков смолы. Лучший способ это ультразвуковая ванночка со спиртом, иногда можно обойтись стаканчиком с изопропиловым спиртом и кисточкой.
“Дозасветка” в уф-камере. После промывки модель нужно “дозасветить” в УФ-камере, иначе полимер не наберет заявленную производителем прочность.
Для засветки модели можно использовать обычную УФ лампу или аппарат для маникюра. Они обойдутся дешевле профессиональных сушилок, хоть и времени для “дозасветки” может понадобится больше. Перед покупкой убедитесь, что лампы светят в нужном УФ спектре.
Прочность полимеров. Несмотря на огромное разнообразие смол, они все же уступают по прочности пластиковым нитям которые используют FDM принтеры. Исключение составляют некоторые узкоспециализированные смолы.
Для некоторых эти нюансы могут стать существенными минусами, но несмотря на это фотополимерные принтеры находят применение, как в качестве домашних принтеров, так и в качестве рабочих станков в разных областях.