Чем клеить фотополимерную смолу
Приемы обработки фотополимерных изделий напечатанных с помощью DLP и SLA технологии.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Статья относится к принтерам:
Всем привет друзья, с Вами компания 3DTool!
Фотополимерная 3д печать стала активно «набирать обороты» последние пару лет. Если раньше, это была привилегия дорогих громоздких устройств для промышленных предприятий, теперь по цене одной/двух средних зарплат можно приобрести DLP решение, которое будет печатать с качеством не хуже именитых производителей, например Фотополимерные 3D принтеры Phrozen. Однако, с вопросом широкого распространения такого вида печати встает вопрос и смежных с ней задач. Например – постобработки фотополимерных деталей. Какие виды постобработки можно использовать для фотополимерной 3д печати, какие приемы применяются для соединения деталей между собой, можно ли красить фотополимерные смолы после отверждения и какими красками. Именно об этом пойдет речь в нашей статье.
Сперва, вспомним, что такое фотополимерные смолы с химической точки зрения, это позволит очертить список возможных растворителей и поможет определить основные инструменты обработки.
Состав фотополимерной смолы и ее свойства
Фотополимерные смолы перед реакцией всегда находятся в жидком состоянии и обычно состоят из трех основных компонентов:
Каждый тип фотоинициаторов, или по-другому их можно назвать «отвердителями», реагирует на определенную длину волны, ее длительность и интенсивность. Поэтому смолы для SLA принтеров не всегда совместимы с DLP, особенно если последние используют LCD панель низкой засветки.
Некоторые виды смол, особенно те, в состав которых входят дешевые отвердители, могут требовать дополнительной обработки после самого процесса печати и снятия изделия с платформы. В этом случае применяют специальные ультрафиолетовые ванны, либо подобные устройства другого типа. Об этом чуть позднее.
Помимо дополнительного отверждения, снятые с платформы детали так же требуют смывать с них лишние остатки фотополимера из труднодоступных мест. Для этого применяют изопропиловый спирт и специальную посуду.
Например, у компании Formlabs для всех моделей устройств в комплекте идет специальный набор для обработки.
В зависимости от крепости соединения, получающейся после реакции, можно получать материалы с разными свойствами. Твердые, устойчивые к истиранию, биосовместимые, модельные, прозрачные и матовые, видов фотополимерных смол великое множество и подобрать подходящую под свои задачи не составляет большого труда. При этом приемы постобработки остаются примерно одинаковыми в большинстве случаях.
После завершения самого процесса печати, наступают несколько этапов постобработки, опишем их.
Как правило, фотополимерная смола до отверждения может растворяться в этиловом и изопропиловом спирте. Вода, при этом не имеет никакого воздействия. За счет большей массы смола всегда будет осаждаться на дне, более того, смолы обладают ярко выраженным гидрофобным эффектом, за счет чего не намокают.
Очевидно, что после печати на поверхности застывшего предмета в различных складках поверхности, остается много лишнего материала, и если Вам необходимо сократить время подготовки изделия и ждать, пока материал сам стечет в кювету нет никакой возможности, подберите удобную тару, мягкую бутылочку с пипеткой и заполните ее изопропиловым спиртом.
Держа изделие пинцетом, аккуратно промывайте материал, над кюветой. Таким образом вы избавитесь от большинства натеков, после чего нужно будет дать изделию высохнуть на мягкой бумажной салфетке и перейти к следующему этапу.
Конечно же существуют и автоматизированные станции промывки, например компания Anycubic предлагает своим покупателям Устройство очистки Anycubic Wash/Cure за 18 500 рублей, после печати Вам всего лишь требуется установить изделие требующее обработки в устройство, все остальные процессы будут выполнены автоматически. А если вы работаете с 3D принтером Anycubic Photon или Photon S, вы можете непосредственно снять печатную платформу и поместить ее в устройство что еще более упрощает работу с ним.
2. Дополнительная засветка Фотополимерной смолы
После того, смывания лишнего материала с поверхности, для многих фотополимерных смол требуется дополнительная засветка. Некоторые принтеры с продвинутыми оптическими системами или мощными проекторами умеют обходится без этого процесса, но устройства из более доступных категорий требуют именно такого подхода. К тому же, чем больше объем смолы, тем больше времени требуется на ее отверждение.
Сам процесс совсем не хитер, распечатанное изделие достаточно разместить на подставке и поместить под ультрафиолетовую лампу. В некоторых случаях подходит обычная лампа дозасветки для маникюра. Благо, материалы в печати и маникюре зачастую используются похожие. Однако в этом случае практически невозможно точно управлять процессом и время дозасветки определяется «на глазок».
Некоторые производители фотополимерных 3д принтеров предлагают свои продвинутые системы дозасветки. Например, компании XYZ и Formlabs имеют возможность поставки таких устройств в комплекте с самим принтером. А промышленные и профессиональные решения, например 3D Systems серии ProJet содержат алгоритмы дополнительной засветки, уже встроенные в сам принтер.
Конечно же, из-за особенностей самого процесса 3д печати, фотополимерные принтеры используют специальные поддерживающие структуры при формировании изделий. Поддержки можно удалять как до выполнения засветки, так и после.
Как правило, это древовидные «веточки» с небольшой точкой касания к искомому предмету, которые, однако тоже надо срезать и убирать следы их присутствия. Процесс напоминает удаление облоя у литых пластиковых миниатюр.
Лучше всего в этом случае поможет минимизация самих точек соприкосновения в программе-слайсере, ведь чем меньше «артефакт», тем меньше он потребует сил на устранение.
Для грубого удаления поддержек лучше всего подходят небольшие бокорезы или кусачки электрика. Далее поверхность «заравнивается». Проще всего применять для подобной работы пилочки для ногтей или набор тонких надфилей. С небольшим добавлением воды поверхность очень быстро сравнивается, однако фотополимеры довольно хрупки. Так что здесь самой главной является умеренность.
После того, как вы сравняли основание поддержки, поверхность можно заполировать шкуркой с мелким зерном, или натереть ветошью, если след уже еле заметен.
Помимо классических поддержек из того же материала, что и основная модель, существуют системы с возможностью использовать растворимые поддержки из водо и спирторастворимых материалов, как правило, это привилегия дорогих систем вроде Projet 3500 HD Max и других. И в этом случае для более качественной обработки используют так же ультрозвуковые ванны. Однако они будут полезны и при обработке обычных распечаток из фотополимера на этапе отмывки от излишка смолы. Отличным примером такого устройства может послужить ультразвуковая ванна UC-4060HL от Uniz объемом на 2 литра. По стоимости такая ванна обойдется в 10 900 рублей.
4. Склеивание деталей из фотополимерной смолы
Так как размеры рабочей области принтеров, работающих по технологии фотополимеризации зачастую довольно небольшие, среди 3д печатников довольно популярна техника разделения и последующей склейки изделий. И если в FDM вы подбираете клей или растворитель в зависимости от материала нити, в SLA/DLP используются несколько основных принципов для любого вида смолы.
Склейка фотополимером. Применяется в том случае, если стенка нашего предмета достаточно тонкая для полноценной засветки в ультрафиолетовой камере. Плюсы такого метода – наиболее прочное скрепление деталей, малая заметность шва и возможность подогнать позиционирование детали в процессе склейки пока смола не застыла.
Склейка цианакрилатом. Универсальный способ склеивания любых изделий из полимеров. Цианакрилат и его аналоги применяются в стендовом моделизме, создании миниатюр и при работе с любыми пластиками. Фотополимерные смолы не исключение. Однако вы должны понимать, что материалы с допуском к медицине или использованию в живых организмах не могут обрабатываться таким способом.
Склейка растворителем. Еще один вариант склейки фотополимерных изделий. По нашему личному мнению, не самый лучший вариант, т.к. не все смолы реагируют на изопропиловый или этиловый спирт одинаково. Самое сложное – выпарить оставшийся в шве спирт и дополнительно засветить материал повторно. Из указанных способов имеет самый грубый шов и может влиять на размеры детали, т.к. растворяет сам материал.
В качестве финишной обработки лучше всего использовать абразивную бумагу различной зольности, однако как правило, поверхность фотополимерных распечаток не требует дополнительного шкурения. Достаточно просто обезжирить и подготовить поверхность, после чего переходить к окрашиванию.
После отвердевания фотополимерные смолы напоминают по своим свойствам эпоксидку, а значит красить и обрабатывать их можно так же просто. Как правило в окраске SLA/DLP распечаток применяют акриловые грунты и краски в виде небольших баночек для работы с аэрографом. Однако допускается и использование аэрозольных баллончиков. Самое главное – чтобы краска отвечала требованиям адгезии к пластмассам.
Мы не будем приводить полное руководство по грунтованию и художественной раскраске изделий, это потребует большой отдельной статьи. Просто следите за толщиной слоев которые наносите аэрографом и не забывайте по нанесение теней и полутонов.
После проведения всех операций и обладания некоторой сноровки, можно получать действительно красивые результаты за довольно короткое время.
Например, этого малыша Йоду из вселенной Star Wars мы подготавливали к окраске и окрашивали около двух дней вместе с просыханием самой краски. Он прошел все описанные этапы подготовки, был склеен и загрунтован. После чего художник нанес краски кистью с небольшим количеством краски.
А например, этот гигантский жук напечатанный на Formlabs Form 2 был окрашен целиком из аэрозольного баллончика краской металлик.
Кстати определиться с выбором устройства вам поможет наш общий каталог фотополимерных 3D принтеров где представлены все наиболее популярные и заслужившее наше доверие модели.
Что ж, а на этом у нас все! Надеемся Вам была полезна наша статья!
Приобрести фотополимерный 3д принтер, дополнительные станции обработки, а также смолу и другие расходные материалы, задать свой вопрос, или сделать предложение, вы можете, связавшись с нами:
Не забывайте подписываться на наш YouTube канал :
Лучший клей для пластика ABS, PLA, PETG, SBS, TPU и нейлона
Склеивание деталей важная часть 3D-принтинга, т.к. печать модели по частями может минимизировать количество материала расходуемого на поддержки, оптимизировать прочность детали за счет изменения направления слоев и позволяет создавать более крупные сборки в связи с тем, что область печати зачастую ограничена. В этой статье рассмотрим какие клеи подходят для пластиков для 3D печати и в каких условия нужно их использовать.
Техника безопасности! В составе клеев содержатся токсичные растворители и составляющие, настоятельно рекомендуем использовать средства индивидуальной защиты, перчатки и при необходимости респираторы, не допускайте попадания клея и растворителей в глаза и на кожу.
Цианоакрилатный клей, самый популярный
Цианакрилат, более известный как «суперклей » или секундный клей, является лучшим универсальным клеем для пластика. Он не самый прочный, поскольку хрупкий после отверждения и как следствие недолговечный, но его должно хватить для большинства применений.
Этот клей универсален и имеет короткое временем схватывания. Он бывает жидкой и гелевой консистенции, что делает его идеальным как для заполнения трещин и мелких сколов. Шов между деталями получается очень тонким.
Подготовка поверхности: отшлифовать, очистить и обезжирить склеиваемые поверхности.
Безопасность: Используйте в проветриваемом помещении, держите подальше от кожи и посторонних предметов.
Подходит для PLA, ABS, PETG, SBS, плохо работает с нейлоном, TPU и фотополимерами
Суперклей размягчается от диметилсульфоксида, а также растворяется под воздействием гептана, ацетона и изопропанола. Тем не менее, сегодня это один из самых популярных в быту и простых в применении клеев.
Склейка собственным материалом с помощью растворителя, лучшая прочность
Какие растворители используются для тех или иных пластиков прочитайте в нашей статье по постобработке 3D модели после печати
Склейка растворителем отличается невероятной прочностью, из представленных здесь способов склеивания это единственный, в котором не используется дополнительный материал. Вместо добавления склеивающего вещества, растворитель обеспечивает адгезию поверхности на молекулярном уровне, делая шов невероятно прочным при правильном нанесении и соблюдении технологии. Это также означает, что не требуется дополнительного слоя между деталями или не добавить веса конечному изделию, что значительно упрощает процесс проектирование изделия.
Подготовка поверхности: отшлифовать, очистить и обезжирить склеиваемые поверхности. Нанесите ровно столько растворителя, чтобы поверхность стала липкой. Избегайте попадания на не склеиваемые части детали, т.к. это может сильно деформировать и испортить поверхность.
Лучшие всего подходит для ABS, но если подобрать соответствующий растворитель таким образом можно склеить PLA, SBS, HIPS, TPU, SEBS. PETG равнодушен почти ко всем растворителям, кроме HFIP (гексафторпропанол ).
Холодная сварка ABS пластика:
Полиуретановый клей, универсальный
Даже нейлон, материал который имеет плохую адгезию поверхности, будет надежно склеен.
Основным недостатком полиуретановых клеев — это то, что для надежного склеивания требуется достаточная толщина слоя между склеиваемыми деталями.
Подготовка поверхности: отшлифовать, очистить и обезжирить склеиваемые поверхности.
Подходит для: PLA, ABS, PETG, SBS, нейлона, отлично подойдет для TPU
Эпоксидные клеи, высокая прочность
Обычно это двухкомпонентые составы, в одном флаконе эпоксидная смола в другом отвердитель.
Эпоксидные клеи обладают и некоторыми недостатками. Смесь нельзя выбирать для работы с никелем, полиэтиленом, цинком, силиконом, хромом и тефлоном. Запрещено склеивать такими составами предметы, которые соприкасаются с продуктами. Еще один минус — высокая скорость отвердевания, поэтому работать следует очень быстро и точно, иначе исправить возможные огрехи будет невозможно. После отвердения такой клей очень сложно убрать с поверхности, все элементы которые были испачканы нужно тщательно очистить растворителем (лучше всего подойдет изопропиловый спирт) пока клей имеет жидкую консистенцию. В общем работать с ним несколько сложнее, чем с другими типами клеев.
После схватывания шов можно шлифовать и красить.
Подготовка поверхности: отшлифовать, очистить и обезжирить склеиваемые поверхности.
Подходит для: PLA, ABS, PETG, TPU, нейлона, отлично подойдет для фотополимеров и других смол DLP, LCD, SLA 3D принтеров.
Горячий клей, быстро но ненадежно
Быстрым решением может быть горячий. Он прост в применении, но не прочен и может быть использован для временного склеивания. При использовании будьте осторожны при нанесении на PLA, может деформировать пластик.
Подготовка поверхности: отшлифовать, очистить и обезжирить склеиваемые поверхности.
Подходит для PLA, ABS, TPU, не подходит для PETG и нейлона.
Как обрабатывать детали из фотополимерной смолы после 3D печати DLP и SLA технологиями. 3Д постобработка.
Всем привет друзья, с Вами компания 3DTool!
Фотополимерная 3д печать стала активно «набирать обороты» последние пару лет. Если раньше, это была привилегия дорогих громоздких устройств и промышленных предприятий, теперь по цене одной/двух средних зарплат можно приобрести DLP решение, которое будет печатать с качеством не хуже именитых производителей, например Фотополимерные 3D принтеры Phrozen. Однако, с вопросом широкого распространения такого вида печати встает вопрос и смежных с ней задач. Например – постобработки фотополимерных деталей. Какие виды постобработки бывают у фотополимерной 3д печати, какие приемы можно применять для соединения деталей между собой, можно ли красить фотополимерные смолы после отверждения и какими красками. Именно об этом пойдет речь в нашей статье.
Для начала, давайте определим, что из себя представляют фотополимерные смолы в целом, чем очертим список возможных растворителей и поймем что именно нам необходимо будет сделать для их обработки.
Состав фотополимерной смолы и ее свойства
Фотополимерные смолы перед реакцией всегда находятся в жидком состоянии и обычно состоят из трех основных компонентов:
Фотоинициаторов – связующего звена, вступающего в реакцию с мономерами и олигомерами при воздействии света определенной волны.
Каждый тип фотоинициаторов, или по-другому их можно назвать «отвердителями», реагирует на определенную длину волны, ее длительность и интенсивность. Поэтому смолы для SLA принтеров не всегда совместимы с DLP, особенно если последние используют LCD панель низкой засветки.
Некоторые виды смол, особенно те, в состав которых входят дешевые отвердители, могут требовать дополнительной обработки после самого процесса печати и снятия изделия с платформы. В этом случае применяют специальные ультрафиолетовые ванны, либо подобные устройства другого типа. Об этом чуть позднее.
Помимо дополнительного отверждения, снятые с платформы детали так же требуют смывать с них лишние остатки фотополимера из труднодоступных мест. Для этого применяют изопропиловый спирт и специальную посуду.
Например, у компании Formlabs для всех моделей устройств в комплекте идет специальный набор для обработки.
В зависимости от крепости соединения, получающейся после реакции, можно получать материалы с разными свойствами. Твердые, устойчивые к истиранию, биосовместимые, модельные, прозрачные и матовые, видов фотополимерных смол великое множество и подобрать подходящую под свои задачи не составляет большого труда. При этом приемы постобработки остаются примерно одинаковыми во всех случаях.
Этапы постобработки
После того, как будет выполнен сам процесс печати, получившийся результат потребует прохождения через несколько этапов постобработки.
1. Промывание фотополимерных деталей
Как правило, фотополимерная смола до отверждения может растворяться в этиловом и изопропиловом спирте. Вода, при этом не имеет никакого воздействия. За счет большей массы смола всегда будет осаждаться на дне, более того, некоторые виды смол обладают ярко выраженным гидрофобным эффектом, за счет чего не намокают.
Очевидно, что после печати на поверхности застывшего предмета в различных складках остается много лишней смолы, если Вам необходимо сократить время подготовки изделия и ждать, пока материал сам стечет в кювету нет никакой возможности, подберите удобную тару, мягкую бутылочку с пипеткой и заполните ее изопропиловым спиртом.
Держа изделие пинцетом, аккуратно промывайте материал, над кюветой. Таким образом можно избавиться от большинства натеков, дать изделию высохнуть на мягкой бумажной салфетке и перейти к следующему этапу.
Существуют и автоматизированные станции промывки, например компания Anycubic предлагает своим покупателям Устройство очистки Anycubic Wash/Cure за 18 500 рублей, после печати Вам всего лишь требуется установить изделие требующее обработки в устройство, все остальные процессы будут выполнены автоматически. А если вы работаете с 3D принтером Anycubic Photon или Photon S, вы можете непосредственно снять печатную платформу и поместить ее в устройство что еще более упрощает работу с ним.
2. Дополнительная засветка Фотополимерной смолы
После того, как мы убрали лишний материал с поверхности, для большинства фотополимерных смол требуется дополнительная засветка. Некоторые принтеры с продвинутыми оптическими системами или мощными проекторами умеют обходится без этого процесса, но устройства из более доступных категорий требуют именно такого подхода. К тому же, чем прочнее смола, тем больше времени требуется на ее отверждение.
Сам процесс совсем не хитер, распечатанное изделие достаточно разместить на бумажной салфетке и поместить под ультрафиолетовую лампу. В некоторых случаях подходит обычная лампа дозасветки для маникюра. Благо, материалы и там и там используются похожие. Однако в этом случае практически невозможно точно управлять процессом и время дозасветки определяется «на глазок».
Некоторые производители фотополимерных 3д принтеров предлагают свои продвинутые системы дозасветки. Например, компании XYZ и Formlabs имеют возможность поставки таких камер в комплекте с самим принтером. А промышленные и профессиональные решения, например 3D Systems серии ProJet содержат алгоритмы дополнительной засветки, уже встроенные в сам принтер.
3. Удаление элементов поддержки
Как и многие другие технологии 3D печати, фотополимерная использует специальные поддерживающие структуры при формировании изделий. Поддержки можно удалять как до выполнения засветки, так и после. Лично мы рекомендуем сначала засветить изделие.
Как правило, это древовидные «веточки» с небольшой точкой касания к искомому предмету, однако их тоже требуется удалять и убирать следы их присутствия.
Лучше всего в этом случае поможет минимизация самих точек соприкосновения в программе-слайсере, ведь чем меньше «артефакт», тем меньше он потребует сил на устранение.
Для грубого удаления поддержек лучше всего подходят небольшие бокорезы или кусачки электрика. Далее поверхность «заравнивается». Проще всего применять для подобной работы пилочки для ногтей или набор тонких натфилей. С небольшим добавлением воды поверхность очень быстро сравнивается, однако фотополимеры довольно хрупки. Так что здесь самым главным является не переборщить.
После того, как вы сравняли основание поддержки, поверхность можно заполировать шкуркой с мелким зерном, или натереть ветошью, если след уже еле заметен.
Помимо классических поддержек из того же материала, что и основная модель, существуют системы с возможностью использовать растворимые поддержки из водо и спирторастворимых материалов, как правило, это привилегия дорогих систем вроде Projet 3500 HD Max и других. И в этом случае для более качественной обработки используют так же ультрозвуковые ванны. Однако они будут полезны и при обработке обычных распечаток из фотополимера на этапе отмывки от излишка смолы. Отличным примером такого устройства может послужить ультразвуковая ванна UC-4060HL от Uniz объемом на 2 литра. По стоимости такая ванна обойдется в 10 900 рублей.
4. Склеивание деталей из фотополимерной смолы
Так как размеры рабочей области принтеров, работающих по технологии фотополимеризации зачастую довольно небольшие, среди 3д печатников популярна темника разделения и последующей склейки изделий. И если в FDM вы подбираете клей или растворитель в зависимости от материала нити, в SLA/DLP случае используются несколько основных принципов для любого вида смолы.
Склейка фотополимером. Применяется в том случае, если стенка нашего предмета достаточно тонкая для полноценной засветки в ультрафиолетовой камере. Плюсы такого метода – наиболее прочное скрепление деталей, малая заметность шва и возможность подогнать позиционирование детали в процессе склейки пока смола не застыла.
Склейка цианакрилатом. Универсальный способ склеивания любых изделий из полимеров. Цианакрилат и его аналоги применяются в стендовом моделизме, создании миниатюр и при работе с любыми пластиками. Фотополимерные смолы не исключение. Однако вы должны понимать, что материалы с допуском к медицине или использованию в организмах не могут обрабатываться таким способом.
Склейка растворителем. Еще один вариант склейки фотополимерных изделий. По нашему личному мнению, не самый лучший вариант, т.к. не все смолы реагируют на изопропиловый или этиловый спирт одинаково. Самое сложное – выпарить оставшийся в шве спирт и дополнительно засветить материал повторно. Из указанных способов имеет самый грубый шов и может влиять на размеры детали, т.к. растворяет сам материал.
5. Финишная обработка поверхности
В качестве финишной обработки лучше всего использовать абразивную бумагу различной зольности, однако как правило, поверхность фотополимерных распечаток не требует дополнительного шкурения. Достаточно просто обезжирить и подготовить поверхность, после чего переходить к окрашиванию.
6. Грунтовка и окрашивание
После отвердевания фотополимерные смолы напоминают по своим свойствам эпоксидку, а значит красить и обрабатывать их можно так же просто. Как правило в окраске SLA/DLP распечаток применяют акриловые грунты и краски в виде небольших баночек для работы с аэрографом. Однако допускается и использование аэрозольных баллончиков. Самое главное – чтобы краска отвечала требованиям адгезии к пластмассам.
Мы не будем приводить полное руководство по грунтованию и художественной раскраске изделий, это потребует большой отдельной статьи. Просто следите за толщиной слоев которые наносите аэрографом и не забывайте по нанесение теней и полутонов.
Итоговый результат
После проведения всех операций и обладания некоторой сноровки, можно получать действительно красивые результаты за совсем довольно быстро.
Например, этого малыша Йоду из вселенной Star Wars мы подготавливали к окраске и окрашивали около двух дней вместе с просыханием самой краски. Он прошел все описанные этапы подготовки, был склеен и загрунтован. После чего художник нанес краски кистью с небольшим количеством краски.
А например, этот гигантский жук напечатанный на Formlabs Form 2 был окрашен целиком из аэрозольного баллончика краской металлик.
Кстати определиться с выбором устройства вам поможет наш общий каталог фотополимерных 3D принтеров где представлены все наиболее популярные и заслужившее наше доверие модели.
Что ж, а на этом у нас все! Надеемся Вам была полезна наша статья!
Не забывайте подписываться на наш YouTube канал :