Сегодня фотополимерная печать (3д печать смолой в народной версии) используется в различных сферах производства: в аэрокосмической промышленности, машиностроении, стоматологическом протезировании, автомобильной промышленности, типографии, печати игрушек, медицине… да практически везде. Например, во время пандемии из полимеров печатались основы под тесты, различные переходники для оборудования. У нас часто тестируют прототипы дизайнеры- разработчики упаковки. Приходилось делать запчасти для оборудования. Сборки механизмов. Прототипы при импортозамещении. Так же 3д печать полимером отлично подходит для печати эксклюзивной сувенирной продукции. И особое место занимают мастер-модели для изготовления силиконовых форм и выжигаемые модели для литья металлов.
3д печать полимером– плюсы и минусы технологии
Если рассматривать разные виды технологии печати полимерами, то все они легко объединяются по единому принципу работы. Ультрафиолетовая лампа или лазер воздействуют на жидкий полимер. За счет воздействия УФ излучения материал отверждается и приобретает заданную форму. Для достижения максимального результата, после 3д печати полученную деталь помещают в специальную УФ камеру и дополнительно засвечивают. Конечно технология сложнее, есть еще платформа, которая опускается или поднимается в зависимости от типа 3д принтера. Ванны с полимером. И множество настроек в программном обеспечении 3д принтера. На эту тему написаны гигабайты текстов. Нас же интересуют плюсы.
Плюсы печати полимером
- Точность. 3д печать полимером позволяет использовать рабочий слой 50 микрон. Поверхность сразу получается гладкой. А дополнительная обработка минимальной. Это важно при производстве сувенирной продукции, выжигаемых моделей и мастер-моделей для силиконовых форм. Нитью, для примера, обычно печатают слоем 150-200 микрон. Тоесть 3д печать полимером имеет заметность слоя в 3-4 раза меньше.
- Скорость печати. Современные 3д принтеры позволяют печатать полимером гораздо быстрее, чем нитью. Это связано с быстрым временем засветки слоя (2-7 сек). И с одновременной печатью сразу нескольких моделей на LCD принтерах.
- Большой выбор материалов. За последние пару лет производители заполнили пробел в специальных материалах. Сегодня есть и термостойкие пластики, выдерживающие больше 120 градусов, и гибкие, и ударопрочные, прозрачные, разноцветные, глянцевые и матовые, и… даже биосовместимые. Очень дорогие (более 100 000руб за килограмм) и очень бюджетные.
- Уникальные свойства полимеров. Выжигаемые полимеры для литья металлов в ювелирном деле. Биосовместимые полимеры в стоматологии. Термостойкие полимеры для изготовления оснастки пресс-форм. Специальные полимеры для изготовления мастер-моделей для силиконовых форм- не вступают в реакцию с силиконами. Наполненные полимеры для инженерных изделий- по свойствам близки к композитам.
Как итог, модели получаются гладкими, прочными и точными. А так же легко поддаются дальнейшей обработке. Точность печати составляет порядка 30-70 микрометров. Зависит от диаметра лазера на SLA и LFS принтерах (Formlabs например), либо размера пикселя при LCD технологии (Anycubic, Phrozen, Elegoo и тд). Более высокая точность достигается на промышленном оборудовании (Stratasys, 3D Systems, Asiga). И избыточна для решения большинства повседневных задач. Сомневаетесь? Вот пример: зазор между поршнем и цилиндром в новом автомобиле порядка 30-50 микрометров. С допуском до 150 микрометров в процессе эксплуатации. Таким образом 3д печать полимером имеет более, чем достаточную точность.
А где же минусы фотополимеров?
Минусы, конечно тоже есть.
- Поддержки и следы от них. В отличие от печати нитью, при полимерной печати почти всегда присутствуют поддержки. Как следствие, на одной из сторон модели останутся следы при их отделении. Решается вопрос правильным подходом к 3д моделированию. А так же шлифовкой и дальнейшей обработкой при необходимости.
- Усадка материал при 3д печати. Это актуальная проблема. Чем больше 3д модель, тем больше будет усадка. Чем дешевле материал, тем больше усадка. Причем это явление не равномерно и зависит от оси и площади сечения модели.
- Растрескивание и деформация полимера с течением времени. Происходит из за неправильного позиционирования при печати, внутренних напряжений в материале и ошибок при обработке моделей после печати.
- Низкая прочность и термостойкость большинства модельных полимеров.
Что же делать? Ответ простой- не доводить до ситуацию до возникновения проблем. Проектируйте модели с учетом технологии печати полимером. Это важно. Ищите специалиста? Заказывайте 3д моделирование у инженеров с опытом 3д печати. В некоторых случаях у одной детали может быть вариант под 3д печать для тестов и другой вариант для промышленного производства. Учитывайте усадку в настройках принтера. Понадобятся настройки для моделей разного сечения и разных размеров. И избегайте дешевых материалов. Конечно, ими тоже можно печатать. Если же речь идет о качественных прототипах, выжигаемых моделях, мелкосерийном производстве — экономия на материале недопустима.
Как правильно заказать 3д печать полимером
На часть этого заголовка мы уже ответили выше. Резюмируем.
- Определите условия эксплуатации и обсудите их при заказе. Подходящий полимер должен быть в наличии.
- Спроектируйте 3д модель с учетом технологии печати. Либо закажите 3д моделирование именно под печать.
- Согласуйте при заказе, на каких поверхностях будут поддержки. Хорошо запросить фото размещения детали на платформе принтера, с поддержками. Вам без проблем его вышлют.
- Согласуйте возможные допуски при печати. Необходимо определить, кто конкретно отвечает за допуски. Конкретный сотрудник. Это важно.
- Согласуйте полимер. Для серьезных проектов старайтесь избегать слов «модельный» и «китайский«. Например, у нас для большинства инженерных прототипов используется материал Harzlabs Industrial. Подробнее о нем и видео презентация по этой ссылке. А заказать 3д печать этим полимером прямо сейчас можно тут. Мы работаем на современном оборудовании. Применяем проверенные полимеры известных производителей. Как инженерные, так и бюджетные варианты. Следуем рекомендациям производителей по пост обработке. Соблюдение этих правил позволяет получать превосходный результат.