В этой статье я хочу рассказать об различных аспектах фотополимерной 3D печати.
Фотополимерная печать применяется, как правило, для печати высокодетализированных моделей, с которыми FDM печать не справляется. Она активно применяется в ювелирном деле, в стоматологии, печати прототипов, требующих высокой точности, а также для создания мастер-моделей для литья. Это самые широко распространенные способы применения, но, конечно же, никто не запрещает использовать фотополимерную печать для любых других сфер применения.
Для того чтобы использовать все преимущества данной технологии, следует помнить о некоторых ее особенностях и разновидностях. Далее я буду говорить преимущественно о технологиях и материалах, которые применяются именно в нашей компании.
Выбор материала
Несмотря на то, что основа у практически всех фотополимерных смол одинаковая, они модифицируются производителями для тех или иных нужд. В настоящий момент существуют следующие виды смол:
- стандартные
наиболее бюджетный сегмент, не имеют ярко выраженной направленности применения;
- модельные
как правило имеют повышенные прочностные характеристики, а также низкую усадку;
часто применяются для создания мастер-моделей, а также для печати челюстей для последующей формовки элайнеров;
также, благодаря низкой усадке, могут применяться для прототипирования;
- стоматологические
это целое семейство фотополимеров, которых объединяет одно свойство – биосовместимость;
изделия из такого типа фотополимеров применяются для печати хирургических шаблонов, временных коронок, элайнеров;
- выжигаемые
семейство фотополимеров, которые можно выжечь с низкой зольностью для последующего литья металлов.
Выбор технологии
Существуют несколько технологий получения объектов путем фотоотверждения жидкого материала с общим названием стереолитография (SLA – Stereolithography). Мы используем 2 технологии:
- лазерная стереолитография (наиболее точный вариант);
- УФ отверждение с помощью LCD маски (бюджетный вариант).
Наше оборудование для лазерной стереолитографии использует технологию развертки лазерного луча с точкой 40 мкм (0.04 мм) в линию. Преимущество данной технологии в том, что можно получить очень точные и резкие распечатки с номинальным разрешением по XY – 0.04 мм. Я называю разрешение номинальным, потому что существует множество факторов, которые могут немного ухудшить этот параметр, например, особенности фотополимера, состояние антиадгезионного слоя ванны, а также состояние зеркала. В любом случае, это будет наиболее точный способ построения моделей. Недостаток данного метода в скорости печати (ввиду того что, слои засвечиваются прохождением линии лазера с отрисовкой всего слоя), а также в стоимости непосредственно оборудования, что делает этот метод достаточно дорогим. Размер поля для печати – 150x150x120 мм.
Технология LCD masking подразумевает засветку слоев фотополимера с помощью УФ светодиодов через экран LCD, который показывает на экране слои. Черная область не пропускает свет, белая наоборот. Номинальное разрешение по XY – 0.047, это размер пикселя LCD матрицы, установленной в принтере. К сожалению, в данном случае номинальное разрешение очень далеко от реального, причиной этому является паразитная засветка по XY из-за неравномерного угла падения света. Таким образом резкость моделей получается значительно меньшей по оси XY. Выражается это в легком заплывании отверстий и непрорисовке (или же в чрезмерной прорисовке) тонких элементов. Фактические размеры могут отличаться от заданных в 3D модели. В то же время этот способ позволяет печатать весь слой одновременно, что сильно ускоряет скорость печати, а это в свою очередь делает печать гораздо более бюджетной. Область печати такого принтера – 120x68x210.
Толщина слоя при печати.
Аналогично технологии FDM в фотополимерной печати также используются слои разной толщины, но значения у них несколько отличаются. Наиболее популярные значения – 0.02-0.1 мм (это грубый слой для фотополимерной печати), оптимальные размеры – 0.03-0.05 мм. Использование более тонких слоев позволяет получить гораздо более гладкие поверхности.
Ориентация модели и поддерживающие структуры.
Важно учитывать то, как модель будет ориентирована в пространстве. По умолчанию модель ориентируется так, чтобы уменьшить площадь поперечного сечения и нависающих поверхностей, что в свою очередь сократит необходимое количество поддержек. В связи с этим лучше всего изначально обозначить наиболее важные поверхности для того, чтобы избежать установки поддержек на них.
Если у Вас остались вопросы по фотополимерной печати, Вы всегда можете обратиться к нам напрямую и уточнить интересующие нюансы.