Фотополимерная 3D-печать
При фотополимерной печати, принцип формирования объекта основан на том, что фотополимерная смола становится твердой под воздействием источника света и формирует 3D-модель. Интрига заключается в том, что источник света может быть разный: SLA (лазер через систему зеркал), DLP (цифровой проектор), LCD/mSLA (LED лампа через LCD дисплей).
На протяжении 10 лет шли эксперименты с этими тремя ветвями одной технологии. В итоге в 2019 году верх стала брать технология LCD/mSLA, главные преимущества которой - высокая скорость, появившаяся с внедрением монохромных дисплеев, низкая стоимость в силу простоты конструкции, высокое финишное качество, точность после внедрения дисплеев с разрешением 4K и более и, наконец, возможность делать принтеры с большой областью печати за счет наличия больших дисплеев. Еще одним важным преимуществом этой технологии является производительность: слой засвечивается целиком, вне зависимости от того, сколько моделей вы печатаете одновременно. Причем не важно, одинаковые это модели или разные. Это существенно влияет на производительность принтера, а следовательно, и на окупаемость. Стоимость подобных принтеров сейчас также начинается от 20000 рублей, а цена фотополимерной смолы в среднем составляет 5000 рублей за кг., что делает такие принтеры вполне доступными для широкого круга потребителей.
А теперь давайте также рассмотрим плюсы и минусы этой технологии. Со временем они претерпели серьезные изменения.
Плюсы
Важнейшим плюсом фотополимерной печати является качество финишных изделий. Особенно это стало заметно в последнее время, когда произошел переход на дисплеи 4K с разрешением по XY от 32 до 50 микрон (в зависимости от размера дисплея). Это позволяет печатать модели по качеству сопоставимому с промышленным литьем, а также дает возможность соблюдать высокие требования по точности. Отмечаем также успешные разработки по увеличению скорости печати.
Уже сейчас гномик высотой 15 см может печататься за час и выглядеть существенно лучше, чем при печати на FDM. Причем вы можете напечатать 5 одинаковых или разных гномиков за то же время, что делает производительность такого принтера существенно выше, чем у конкурента - FDM. Еще одно преимущество – это абсолютная универсальность вашего принтера: он может печатать любой смолой с длинной волны вашего принтера (обычно 405 нм). И даже если завтра появятся совершенно новые смолы с интересными свойствами, вы сможете спокойно использовать их на своем принтере, нужно только подобрать соответствующий профиль печати.
В реальности так и происходит: появляются новые смолы с интересными свойствами и улучшенными формулами, и пользователи активно начинают их применять для своих задач. Производители делают их под конкретную, узкую задачу и таким образом гарантируют покупателю результат при правильном ее использовании.
Минусы
К главным минусам фотополимерной печати стоит отнести, прежде всего, то, что в определенном смысле это «грязная работа». Связано это с тем, что сама печать является только первым из трех этапов получения готового изделия. Вторым этапом является промывка модели в спирте для удаления остатков смолы, а третьим - дозасветка в УФ-камере для окончательного отверждения.
Сама смола может иметь неприятный запах, а процесс промывки в техническом спирте также не самая приятная процедура. Но получение качественного результата как искусство, которое требует жертв. Тем более, сейчас уже появляются смолы, которые можно промывать в обычной воде, хотя сам процесс промывки по-прежнему необходим.
Еще к одному минусу можно отнести стоимость смолы. С ростом объемов производства она дешевеет, и потребитель вправе ожидать дальнейшего снижения ее стоимости. Но сейчас она в 3 раза дороже пластиковой нити и это, безусловно, сказывается на себестоимости изделий. Также к минусам можно отнести недостаточно широкий ассортимент смол с различными важными свойствами, например мягкими (типа резины), жесткими, износостойкими, прочными и т.д. Рынок постепенно выравнивает предложение, но в этом направлении многое еще надо сделать.
К минусам смол необходимо отнести и их качественные характеристики. В процессе печати с большими процентами заполнения в модели возникает напряжение, модель может крутить, разрывать в местах сильного сопротивления и т.д. Кроме того, при печати сложных деталей и соединений смола дает усадку. Очень важно в данном случае ее правильно расположить, подобрать подходящий для этой задачи материал. Еще один подвох - невозможность печать двумя цветами или печатать с растворимыми поддержками. После их снятия на модели остаются заметные следы, которые надо убирать механическим путем, т.е. еще увеличивать процесс ручной постобработки. Этот недостаток пока технологически никак нельзя преодолеть.
Процесс фотополимерной печати может быть очень прост для типовых задач особенно при создании мастер модели для центробежного литья. Для этого используют специальную фотополимерную смолу от «Сувенирных технологий». Смола выдерживает нагрев в процессе вулканизации до 200 градусов при правильной обработке детали.