Фотополимеры для 3D-печати – универсальные пластики, из которых изготавливают модели с определенными характеристиками. Полимерные смолы обеспечивают построение деталей с гладкими поверхностями и высокой детализацией, устойчивость готовых изделий к механическому или температурному воздействию. Материалы представлены в разных цветах, прозрачном или полупрозрачном виде.

Что такое 3D-печать фотополимерами

Изначально оборудование для трехмерной печати смолами было доступно только крупным предприятиям. В последние годы цена техники стала ниже, поэтому фотополимерные принтеры задействуют даже в небольших лабораториях или любительских проектах.

3D-печать фотополимерами имеет целый набор преимуществ:

• отсутствие ограничений по сложности геометрии распечатываемого объекта, способность качественно воспроизводить мельчайшие детали;
• поверхность готовых моделей получается идеально гладкой;
• широкий ассортимент материалов и их свойств позволяет изготавливать предметы с заданными характеристиками;
• простота постобработки напечатанных изделий, возможность окрашивания, склеивания, шлифования, полирования.

Для работы с фотополимерными смолами используются следующие технологии:

• SLA или стереолитография подразумевает, что смола послойно обрабатывается лазером и застывает, формируя 3D-модель.
• MJM – сырье распределяется по рабочему столу и последовательно отверждается под воздействием вспышки УФ-луча.
• UV LCD – слои переносятся на ЖК-экран с интегрированной светодиодной лампой, полимеризуя материал.
• DLP – слои проецируют через цифровой проектор, который засвечивает фотополимер.

Как печатать фотополимерами

Фотополимерные принтеры существенно отличаются от привычного 3D-оборудования, поэтому важно соблюдать правила работы с ними. Нужно учитывать, что материал термореактивен, то есть свойства фотополимера для 3D-печати меняются под влиянием светового излучения, а под воздействием высокой или низкой температуры характеристики материала остаются стабильными.

Подготовка файлов

Машины, работающие со смолами, не могут автоматически выстраивать внутренние полости конструкции макетов. Поэтому файлы, программирующие выстраивание объектов с пустотами, должны быть обработаны специальным ПО. Софт подберет ориентацию модели, пропишет алгоритм формирования полостей, решеток или внутренних каналов, определит опорные структуры.

Распространенные фотополимеры для 3D-печати – характеристики

Для 3D-печати задействуют смолы, которые затвердевают под воздействием светодиодных, лазерных или ультрафиолетовых источников света. Наиболее востребованы:
фотополимеры 3D Systems:

•    Figure 4 TOUGH-GRY 15 – жесткий полимер, предназначенный для решения промышленных задач. Доступный, экономичный ресурс обеспечивает выпуск прочных, стабильных изделий с точным соблюдением размеров, готовых к окрашиванию. Подходит для изготовления функциональных элементов, продукции широкого потребления, итерации дизайнерских разработок.

•    Figure 4 JCAST-GRN 10 – состав зеленого цвета, разработанный для ювелирного производства. Жидкий фотополимер для 3D-печати используется для тщательного воссоздания мелких элементов, позволяя производить филигранные мастер-модели для отливки из драгметаллов. Ресурс отличают минимальная зольность и рациональный расход.

•    Figure 4 TOUGH-GRY 10 – жесткий индустриальный пластик, подходящий для проверки прототипов. Материал темно-серого оттенка демонстрирует высокую прочность при удлинении на разрыв, долговечность, стабильность при повышенных температурах и влажности.

•    Figure 4 PRO-BLK 10 – универсальный полимер, пригодный для выпуска крепких деталей, стойких к механическим или тепловым ударам. Годится для безинструментального изготовления разъемов, защелок и других мелких элементов, используемых в машино- и авиастроении. Оборудование, работающее с данным полимером, отличается высокой пропускной способностью, низким процентом деформаций. Готовые объекты быстро очищаются растворителем, выделяются экологической стабильностью, качеством поверхности.

•    Accura 60 – прозрачный материал для сверхбыстрой печати крепких и жестких образцов с эстетикой формованного поликарбоната. Состав применяют для выращивания функциональных прототипов, прозрачных конструкций, корпусов, экранов. Материал годится для создания шаблонов для литься по выплавляемым моделям.

•    VisiJet M3 Crystal — прочный полупрозрачный полимер, подходящий для тестирования деталей, изучения функциональности объектов, выпуска продукции конечного пользования. Составу присвоен шестой класс биосовместимости, что делает его пригодным для задействования в медицинских целях. Также состав применяют в промышленном и дизайнерском секторах для воспроизведения сложных полупрозрачных структур, когда нужна просматриваемость внутренней составляющей объекта.

•    VisiJet M3 Stoneplast – ресурс, используемый для построения стоматологических моделей по данным медицинского 3D-сканирования. Состав подходит для терапевтических и ортодонтических узкопрофильных направлений.

•    VisiJet M2R-WT (MJP) – крепкий белый материал с VI классом биосовместимости (ISO 10993). Состав применяют в медицинской сфере и иных отраслях, требующих прочных деталей с небольшой гибкостью, гладкой поверхностью. Готовые изделия можно сверлить, вставлять них металлические втулки или нарезать резьбу.

•    VisiJet ProFlex M2G-DUR – долговечный полипропилен, хорошо поддающийся обработке. Сочетает достойную ударостойкость и прочность при изгибе, сохраняя практичные технические характеристики.

•    VisiJet M2R-BK – черный крепкий полимер с высокой прочностью на разрыв и необходимыми эксплуатациоными свойствами. Годится для изготовления панелей и объектов с тонкими стенками. Устойчив к умеренному температурному воздействию.
фотополимеры Zortrax

•    Raydent Crown & Bridge Resin – биосовместимый пластик, применяемый для изготовления стоматологических мостов, временных коронок. Смола телесного оттенка используется для построение гладких изделий, устойчива к истиранию, безопасна для человека при непрерывном контакте в течение месяца.

•    Resin BASIC – полимер на эпоксидной базе, пригодный для изготовления прототипов либо миниатюрных макетов. Смола представлена в прозрачном, сером или белом вариантах. Материал обеспечивает построение моделей с высокой детализацией. Состав быстро отверждается, обладает небольшой усадкой, подходит для создания острых граней.

Заключение

Технические характеристики фотополимеров после обработки светом очень разнятся. Сегодня доступна богатая цветовая палитра, можно подобрать консистенцию и период засветки. Также важно при выборе смолы обращать внимание на уровень токсичности, поскольку бывают и довольно агрессивные составы, и биосовместимые.
Трехмерная печать фотополимерами гарантирует прочность и точность, превосходящую любительскую печать пластиковыми филаментами. Однако материал подразумевает аккуратное обращение с жидкой смолой и наличие определенных навыков. Соблюдая технику безопасности, можно быстро освоить технологию работы с сырьем и изготавливать высокоточные модели.

Источник