Profesjonalny druk żywiczny jest używany do wszystkiego, od narzędzi i prototypów po sprzęt sportowy i implanty medyczne. Ale jeśli nie masz pewności, czym drukowanie żywicy – zwane także stereolitografią (SLA) i fotopolimeryzacją – różni się od innych metod drukowania 3D, takich jak technologie SLS lub FDM
Nie ma ustalonej zasady, która metoda jest najlepsza dla konkretnego profesjonalnego zastosowania do drukowania 3D. Jednak druk żywiczny jest ceniony przez firmy z praktycznie każdej branży, które potrzebują:
części o wysokiej szczegółowości i złożonej geometrii
części o bardzo gładkich powierzchniach.
części z różnych materiałów
części z biokompatybilnych tworzyw sztucznych
przezroczyste części
Różne technologie drukarek żywicznych
Doszedłeś do wniosku, że żywica jest dla Ciebie odpowiednia, co teraz? Załóżmy, że znasz podstawy drukowania na żywicy – używanie płynnego światłoczułego tworzywa sztucznego wystawionego na działanie promieni UV do budowania obiektu warstwa po warstwie. W kategorii druku żywicznego znajdziesz różne technologie drukarek – stereolitografię (SLA), cyfrowe przetwarzanie światła (DLP), wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD) i inne.
Aby zapoznać się ze szczegółami trzech najpopularniejszych technologii, przeczytaj nasz szczegółowy przewodnik tutaj:
SLA generalnie zawsze odnosi się do stereolitografii laserowej, a y termin MSLA jest często synonimem LCD.
Niektórzy producenci używają własnych nazw popularnych technologii, . Carbon nazywa swoją technologię drukowania żywicą Digital Light Synthesis (DLS), Origin nazywa swoją technologię Programmable Photopolymerization (P³), Formlabs używa Low Force Stereolithography (LFS), a Azul 3D jest pierwszym, który skomercjalizował najnowszy high area rapid printing (HARP), która ma zostać udostępniona w 2021 roku. Istnieje również lithography‐based metal manufacturing (LMM) i projection micro-stereolithography (PµSL).
Wyróżniające się wśród innych technologii
Chociaż na rynku jest wiele porównywalnych drukarek, kilku producentów ma unikalną i często opatentowaną technologię, która daje imponujące wyniki.
Na przykład proces drukowania 3D Digital Light Synthesis (DLS) firmy Carbon wykorzystuje projekcję światła cyfrowego, optykę przepuszczającą tlen i „programowalne ciekłe żywice” do produkcji części, które następnie wypalane w piecu, który uruchamia wtórną reakcję chemiczną i materiały do wzmocnienia. Proces drukowania jest również bardzo szybki. Carbon twierdzi, że może wydrukować w ciągu kilku minut obiekt, którego wytwarzanie trwałoby godzinami przy standardowych metodach druku z żywicy.
Firma Origin twierdzi, że ich stosunkowo now technologia Programmable Photopolymerization (P3) firmy Origin opiera się kontrolowaniu światła, temperatury i innych warunków w drukarce w celu uzyskania dokładniejszych i bardziej spójnych części drukowanych w 3D.
Masked stereolithography (MSLA) wykorzystuje matrycę LED jako źródło światła UV przez ekran LCD wyświetlający pojedynczą warstę jako maskę. Ze względu na niski koszt jednostek LCD, MSLA stała się powszechną technologią w segmencie ekonomicznych drukarek żywicznych, ale profesjonalne drukarki Structo i Peopoly przeniosły tę technologię na wyższy poziom.
High area rapid printing (HARP) to zdecydowanie najnowsza. Jej twórcy twierdzą, że chociaż nie są jeszcze dostępne na rynku ich drukarki, których premiera planowana jest na przyszły rok, będą najszybszyszymi na świecie żywicowymi drukarkami 3D na bazie żywicy, która w ciągu kilku godzin może stworzyć wydruk wielkości człowieka.
Co musisz wiedzieć
Aby odkryć, która maszyna najlepiej spełni Twoje oczekiwania, najpierw zastanów się nad:
Jakie są cechy części, które muszę wydrukować (elastyczne, mocne, przezroczyste itp.) I czy będę chciał drukować różne części o różnej jakości?
Jak dokładne są moje wymagania dotyczące szczegółówości? Na przykład elementy dentystyczne zwykle wymagają wydruków z dokładnością do 50 mikronów, podczas gdy prototypy produktów mogą wymagać znacznie mniej szczegółówe.
Jak duże mają być wydruki, które muszę zrobić? Zauważ, na dużym polu roboczym może stworzyć jeden duży przedmiot, np. kask, lub wiele małych przedmiotów, np. 60 pojedynczych części.
Ile mam zamiar wydrukować i jak szybko mam je wydrukować?
Czy będę musiał używać materiałów biokompatybilnych?
Jeśli pracujesz w branży dentystycznej, rośnie liczba drukarek żywicznych stworzonych specjalnie do tworzenia przezroczystych osłon nocnych, modeli i implantów. Podobnie jest z tymi, którzy zajmują się mikroelektroniką lub implantami chirurgicznymi – rosnący rynek drukarek żywicznych rozszerza się na bardziej wyspecjalizowane obszary.
Tak wiele drukarek, jakie są różnice?
Zastanów się, jakiej szybkości druku potrzebujesz, z jaką szczegółowościa chcesz drukować i, co najważniejsze, z jakich materiałów będziesz drukować. Podobnie jak w przypadku każdego większego zakupu sprzętu dla Twojej firmy, dokładnie oceń trwałość i łatwość konserwacji, gwarancje i wsparcie, a także jak dane urządzenie przyjeło się w twojej branży.
Producenci drukarek żywicznych dbają o równomierność i trwałość źródeł światła, łatwość kalibracji platformy, intuicyjność interfejsu użytkownika oraz specjalne funkcje, takie jak monitorowanie obrazu w czasie rzeczywistym, programowa kontrola warunków wewnątrz kuwety i różnorodność kompatybilnych materiałów.
Te i wiele innych funkcji sprawi, że – w zależności od przypadku zastosowania – subtelne lub znaczące różnice w przepływie pracy, wydajności i wyniku końcowym
Zrozumieć czym jest stereolitografia
Jeśli patrzysz na specyfikację techniczną drukarki, i jej nie rozumiesz, wiedz, że nie ma dużych różnic pomiędzy drukarkami w podonym przedziale cenowym. Na przykład najlepsza rozdzielczość XY dla drukarek żywicznych (oprócz przemysłowych mikro drukarek) wynosi zwykle około 25 – 50 mikronów (μm). (Dla porównania, 50 μm to szerokość ludzkiego włosa.)
Niektórzy producenci mówią tylko o rozdzielczości, inni wspominają o rozdzielczości i dokładności. Rozdzielczość odnosi się do możliwej grubości warstwy, na przykład 50 μm lub 100 μm. Dokładność odnosi się do marginesu błędu dla spójności elementu po wydruku. Na przykład dokładność +/- 20 μm oznacza, że rozdzielczość wydruku może być o 20 μm wyższa lub niższa od wyznaczonej wartości.
W wielu branżach dokładność ma kluczowe znaczenie. W przypadku większości zastosowań dentystycznych specjaliści zwykle szukają dokładności w granicach 50 μm. W przypadku wysokiej jakości biżuterii niektórzy profesjonaliści wymagają dokładności 25 μm, a do niektórych zastosowań medycznych i elektroniki firmy wymagają rozdzielczości drukowania XY wynoszącej 5 μm z jeszcze mniejszą dokładnością, którą można znaleźć w kilku ultra-wysokiej mikro-precyzji drukarki.
Ogólna zasada jest taka, że im wyższa rozdzielczość, tym dłużej będą drukowane części. Ale w tym miejscu profesjonaliści i maszyny przemysłowe różnią się od zwykłych drukarek żywicznych.
Jak szybkie są drukarki żywiczne
Ultraszybka to powszechne twierdzenie wśród profesjonalnych producentów drukarek żywicznych, ale do czego to się odnosi?
Kilku producentów twierdzi, że posiada najszybszą drukarkę żywiczną, ale porównania często dotyczą jabłek do pomarańczy, biorąc pod uwagę wszystkie zmienne i technologie. Prędkość w drukarkach żywicznych zależy od jakości druku, materiałów, objętości oraz rodzaju i jakości źródła światła. Dlatego też istnieją drukarki żywiczne za 2 tys. dolarów, i takie za 50 tys. dolarów. W związku z tym istnieją technologie i marki, które są szybsze od innych.
Na przykład, lasery stosowane w SLA mają bardzo małą powierzchnię, więc pokrycie każdej warstwy zajmuje więcej czasu. Jednak metody drukowania z wykorzystaniem projektora i źródła światła LCD (MSLA, DLP, LCD, P3, HARP) są zazwyczaj szybsze, ponieważ nie śledzą każdej warstwy drukowanej punkt po punkcie, lecz naświetlają całe warstwy na raz.
Technologią, która ma być obecnie najszybsza, jest high area rapid printing (HARP). Mimo, że jej koncepcja proof-of-concept jest imponująca przy prędkości druku pionowego przekraczającej 43 centymetry na godzinę i objętościowej przepustowości 100 litrów na godzinę, przemysł nadal niecierpliwie czeka na pierwsze komercyjne drukarki HARP od Azul3D na początku 2021 roku.
W przypadku dostępnych obecnie drukarek należy zapoznać z opiniami użtkowników nt ich prędkości. Gigant z branży odzieży sportowej Adidas mówi, że może wyprodukować podeszwę do butów w 20 minut na drukarkach Carbon. Formlabs wyróżnia się tym, że może wydrukować pojedynczy uchwyt w żywicy Dental LT Clear w 50 minut, a Photocentric mówi, że jego drukarka LC Magna może wyprodukować 48 modeli stomatologicznych poziomo na platformie montażowej w 80 minut.
Kiedy już zawęzisz pole poszukiwań do trzech do pięciu drukarek, które spełniają Twoje wymagania, poproś o bezpłatne wydruki próbne ze specyfikacją, jak długo trwało wykonanie wydruku.
Akcesoria, których będziesz potrzebował
Elementy które wychodzą z drukarki żywcznej wymagają jeszcze obróbki. wymagane jest usunięcie podpór . Konieczne jest również mycie wydruków alkoholem izopropylowym lub specjalnym roztworem w celu usunięcia nieutwardzonej żywicy i zoptymalizowania ostatecznego wykończenia. Na koniec, w większości przypadków należy jeszcze bardziej wystawić element na działanie promieni UV, światła słonecznego lub ciepła, aby utwardzić (wysuszyć i utwardzić) powierzchnię. Części mogą być tylko częściowo spolimeryzowane, gdy wyjmiesz je z drukarki, stwarzając możliwości wypaczenia na etapach czyszczenia i utwardzania.
Chociaż światło słoneczne może działać dobrze, aby utwardzić niektóre elementy i mogą one wymagać tylko ogólnego mycia rozpuszczalnikiem, nie jest to możliwe w przypadku wszystkich materiałów. Niektóre z nich wymagają specjalnych urządzeń do mycia i utwardzania.
Jedną z wad druku żywicznego jest często nieco pracochłonny proces post-processingu, choć drukarki przemysłowe i wiele profesjonalnych drukarni mają w pełni zautomatyzowany proces utrwalania wydruków. Rzeczywiście, właściwości twojego wydruku zależą od jakośći Twoich żywic.
Większość producentów drukarek żywicznych wypuszcza na rynek własne akcesoria do obróbki
Specjalne drukarki dentystyczne
Druk żywiczny jest ulubioną technologią wśród lekarzy dentystów, którzy potrzebują konkretnych kolorów i dużej szczegółowosći. Wielu profesjonalnych producentów drukarek żywicznych koncentruje się wyłącznie lub głównie na tym rynku. Przewiduje się, że światowy rynek druku 3D w stomatologii osiągnie 5,06 miliarda dolarów do 2023 roku, napędzany zapotrzebowaniem na korony wykonywane we własnych laboratoriach dentystycznych.
Producenci drukarek, tacy jak EnvisionTEC, nie tylko tworzą to, co nazywają dentystycznymi drukarkami 3D, ale także produkują żywice dentystyczne, prowadzą badania i oferują szkolenia dla lekarzy dentystów w zakresie wdrażania dentystycznych drukarek 3D do ich pracy. Inne firmy np Formlabs posiada osobny dział zajmujący się zagadnieniem żywicznych drukarek dentystycznych-Formlabs Dental i oferuje drukarkę stomatologiczną o nazwie Formlabs Form 3B,
Materiały-jaki masz wybór?
Istnieją tysiące materiałów dostępnych dla druku żywicznego od różnych producentów i w cenach od 15$ za litr do ponad 300$. W rzeczywistości, można drukować żywicą wszystko, od bardzo elastycznych elementów po te najtwardsze.
Żywice występują w pełnej gamie kolorów, i wielu różnych właściwościach. . Jednak, ponieważ większość profesjonalnych żywic jest znakami towarowymi z zastrzeżonymi formułami, może być trudno zrozumieć różnice. Może okazać się że będziesz musiał przetestować różne żywice aby nzaleźć tą która najbrdzie spełnia twoje oczekiwania, ale ogólnie rzecz biorąc, główną zasadą jest stosowanie materiałów zalecanych przez producenta drukarki.
Materiały producenta vs zewnętrzne
Podawane przez producentów parametry dokładności, szybkości i jakości są danymi opartymi na pracy z konkretnymi żywicami. Jednak drukowanie z żywic innych producentów może spowodować że parametry te będą się nieco różnić
Pomimo ryzyka związanego z niecertyfikowanymi materiałami zewnętrznymi (niektórzy producenci “certyfikują” niektóre materiały zewnętrzne), drukarka żywiczna z trybem otwartym lub eksperymentalnym dla materiałów jest ważną cechą. Producenci materiałów wprowadzają nowe żywice tak szybko, że często nie jest możliwe, aby producenci drukarek nadążali z certyfikacją lub przystosowaniem innowacyjnych materiałów do stosowania w ich maszynach. Tryb otwarty pozwala na wykorzystanie najnowszych osiągnięć w dziedzinie materiałów.
Oczywiście, istnieje wiele wysokiej jakości żywic innych producentów, które będą działać tak samo dobrze lub nawet lepiej w zależności od tego, którą maszynę wybierzesz. Jedyną wadą jest poświęcenie dodatkowego czasu na eksperymenty i dopracowanie ustawień druku i postprocessingu, aby uzyskać wymaganą jakość.
Wielu producentów żywic, w tym Liqcreate, oferuje opracowanie materiałów dostosowanych do specyficznych potrzeb Twojej firmy w zakresie kolorów, właściwości i konkretnej drukarki, której używasz. W rzeczywistości firma wyprodukowała w ciągu ostatnich kilku lat prawie dwa tuziny niestandardowych żywic.
Dzięki współpracy z inżynierami z firm zajmujących się produktami konsumenckimi, takich jak Adidas, Invisalign i Riddell, producenci żywic zbadali i stworzyli żywice dostosowane do konkretnych zastosowań i pomogli drukowi 3D konkurować z formowaniem wtryskowym i wspierać masową produkcję produktów.
Jeśli masz konkretne wymagania dotyczące sztywności, wytrzymałości, rozciągania, trwałości, odporności na ciepło lub innych cech żywicy, sprawdź kartę techniczną materiału, która powinna zawierać te dane
Gdzie kupować żywice
Producent drukarki lub sprzedawca jest pierwszym miejscem, do którego należy zwrócić się o materiały żywiczne, ale istnieje wiele innych firm zajmujących się sprzedażą żywic do drukarek oraz alternatywnych żywic, które również mogą dobrze działać w drukarce żywicznej. Żywice innych producentów zawierają listę kompatybilnych drukarek lub ogólne stwierdzenie, takie jak “ta żywica jest przeznaczona do drukowania w drukarkach DLP/LCD 3D”. Takie żywice innych producentów mogą stanowić ryzyko i wymagać pewnych eksperymentów, ale często mogą być nawet o połowę tańsze od producenta.
Źródło: https://all3dp.com
