Фотополимерный принтер принцип работы

Фотополимерный принтер принцип работы

Печать на основе фотополимеров ведется при методе стереолитографии SLA. Я процесс печати применяется жидкий полимер. Сам принтер состоит из мощного лазера, а также ванной, в которой располагается платформа-основание.

Особенности принтера для SLA

Суть работы 3D-принтера сводится к следующему. Платформа опускается в ванну на глубину, которая зависит от толщины слоя печати. Затем на нее лазером проектируется слой будущей модели. Под его воздействием фотополимер твердеет, то есть начинается формирование детали. Затем платформа опускается, чтобы начать формирование второго слоя. И так до тех пор, пока не будет получена трехмерная модель. После того, как печать окончена, изделие обрабатывается специальными составами, чтобы удалить излишки материала. В окончательной стадии работ деталь помещают в ультрафиолетовую камеру, в которой она твердеет.

Плюсы и минусы SLA-принтера

Фотополимер при печати отвердевает всего на 20%, что вызвано трудностями с выбором мощности лазера. К достоинствам данного принтера можно отнести высокую точность каждой детали и возможность создавать прототипы для различных сфер. С другой стороны, оборудование стоит довольно дорого, а сама печать занимает слишком много времени. К тому же созданные детали требуют дополнительных работ, которые выражаются в промывании и отвердевании изделия. Кроме того, жидкий полимер стоит дорого.

Как ведется печать?

Выращивание прототипа ведется на основе специальной сетчатой платформы. Первый фотополимерный слой отличается тонкостью, однако в ходе процесса под воздействием лазера он постепенно отвердевает. Отвердевание модели происходит на тех участках, которые задаются на компьютерной модели. На конечной стадии работ почти готовая модель опускается в емкость с химическим раствором – в нем с изделия удаляются ненужные артефакты, к тому же оно очищается. При процессе печати потребуется подготовка и выстраивание вспомогательных структур, которые позволят достичь оптимальных физико-химических свойств и будут удалены по завершению формирования прототипа.
Чем хороша 3D-печать посредством метода SLA? Во-первых, скоростью процесса – можно вырастить объект буквально за один день. Во-вторых, на основе данного метода можно создавать сложные по рельефу конструкции. В-третьих, можно подобрать большое количество материалов, которые позволят вести качественный и быстрый процесс печати.

Принтер Objet

Одни из популярных устройств, на основе которых может вестись печать фотополимерными материалами, — марки Objet. Особенность технологии в том, толщина слоя несколько выше, при этом готовая продукция отличается прочностью и надежностью. Принтеры марки Objet могут работать с двумя материалами сразу, при этом их можно использовать для создания одной или двух моделей прототипирования. Каждому печатному процессу можно задать определенные характеристики, чтобы конечные модели отвечали необходимым требованиям.

Принтер Objet24 позволяет создавать прототипы высокой детализации, при этом они могут оснащаться движущимися элементами. Конечная деталь будет отличаться прочностью, несмотря на тонкие стенки, а гладкая поверхность – возможность для дальнейшей покраски в нужное цветовое решение. Эта модель принтера подходит для дизайнеров или инженеров, которым нужно создавать модели высокой точности. Данное устройство работает с твердым фотополимером VeroWhitePlus, который удобен в использовании: его можно окрасить, просверлить, подвергнуть механической обработке.

Более совершенствованная модель SLA-принтера — Objet30 Pro. На его основе можно создавать прототипы из восьми различных материалов, каждый из которых отличается термостойкостью, различной структурой и фактурой. Самое главное, что качество печати будет отличным. Принтер имеет вместительный лоток, что позволяет вести печать товаров в большом количестве, например, для медицины.

Читайте также:  Выбор кресла для работы за компьютером

Принтеры для профессиональной деятельности

В профессиональных целях можно использовать модель принтера Objet Eden260V. Это по-настоящему выгодное вложение средств, поскольку можно быстро создавать прототипы из 18 материалов. Ультратонкие слои трехмерной модели позволяют обеспечить исключительную детализацию, сложные формы и очень тонкие стенки. Устройство работает бесшумно, поэтому станет отличным решением для офисных помещений. Данная модель принтера работает с несколькими типами материалов:

  • прозрачными, на основе которых можно создавать детали прочных форм и с гладкой поверхностью,
  • непрозрачными жесткими материалами различного цветового решения,
  • сырьем на основе полипропилена, которое отличается гибкостью и при этом прочностью, поэтому можно создавать прототипы с движущимися элементами,
  • эластичными материалами, которые позволяют печатать детали с нескользкой или мягкой поверхностью,
  • термостойкими материалами, позволяющими создать функциональные детали.

Главная отличительная особенность готового изделия – сияющий цвет, что обеспечивается применением материалов различного цветового решения.

Устройство 3D-печати Objet500 Connex3 – это создание прототипов, которые могут совмещать в себе до 46 цветов. В данном принтере можно сочетать несколько прочных фотополимеров.

Фотополимеры: виды и сфера применения

Этот вид пластика отличается сопротивлением к высокой температуре и высокой прочностью. На основе материала можно печатать модели высокой ударопрочности и ударной вязкости. На основе Digital ABS можно создавать:

  • функциональные прототипы,
  • пресс-формы,
  • корпусные детали, которые эксплуатируются при низких или высоких температурах,
  • корпусы электронных деталей, например, для мобильных телефонов,
  • детали двигателей, крышек.

Материал, способный функционировать при высокой температуре, — материал RGD525 белого цвета. Он отличается стабильностью сохранения размеров. На основе фотополимера можно создавать имитации тепловых характеристик промышленных пластиков. Идеально подходит для функционального тестирования, например, в горячем воздухе или горячей воде. Данный материал целесообразно применять при формовке, подгонке и функциональном тестировании статических деталей, к которым предъявляются высокие качества в плане поверхности и четкости. Применяется фотополимер RGD525 для создания моделей для выставки, подвижных элементов, кранов труб и бытовой техники.
В стоматологической сфере применяются фотополимеры, которые обладают жесткостью и непрозрачной структурой. При создании прототипов большую роль играют отличная детализация, высокая точность. На основе фотополимеров VeroDent, VeroDentPlus и MED610 можно создавать гипсовые модели, съемные каппы, хирургические направляющие и другие приспособления для стоматологии и ортодонтии.

3D-печать на основе эластичного фотополимера Tango позволяет создавать прототипы, которые отличаются высокой твердостью и прочностью на разрыв. На их основе можно печатать изделия для выставок, различные ручки, шланги и обувь. Таким образом, фотополимерная 3D-печать на основе технологии SLA – это возможность получать качественные модели, которые могут применяться в различных сферах.




Из них можно выделить три основных:

1) Классический SLA принтер с засвечиванием лазерным лучом (далее по тексту – SLA-принтер).

Схема работы 3d принтера, работающего по технологии SLA.

Лазерные луч может находится снизу ёмкости (иллюстрируемый пример), либо сверху. В последнем случае стол с печатаемой моделью погружается в ёмкость с фотополимером.

Схема работы 3d принтера, работающего по технологии DLP.

DLP-проектор может находится снизу ёмкости (иллюстрируемый пример), либо сверху. В последнем случае стол с печатаемой моделью погружается в ёмкость с фотополимером.

Читайте также:  Powercolor radeon rx 580 red devil 8gb

Фотополимер засвечивается светодиодной матрицей, изображение формируется за счет LCD-дисплея, который покадрово выводит сечение формируемой детали.

Если отличия классической LSA технологии от DLP и LCD очевидны, то DLP и LCD-технологии засвечивания часто путают, что неправильно, так как каждая из этих технологий имеет свои особенности, которые влияют на возможности принтера, качество печати и т.п.
Ниже дано краткое сравнение этих трех технологий по ряду параметров.

1. Размер области печати по XY
SLA-принтер – не ограничен, чем выше область печати, тем ниже скорость (лучу надо успеть «оббежать» большую площадь.
DLP-принтер – не ограничен, чем выше область печати, тем ниже скорость печати и ниже разрешающая способность принтера.
LCD-принтер – область печати жестко привязана к размеру LCD-дисплея.

2. Скорость печати
SLA-принтер – самый «медленный» из трех технологий. Связано это с последовательной засветной и низкой мощностью лазера.
DLP-принтер – самый «быстрый», связано с высокой мощностью проектора.
LCD-принтер – «средний» по скорости печати. Скорость печати связана с мощностью УФ-матриц. Мощность матрицы увеличивать бесконечно нельзя, т.к. мощные матрицы требуют мощного охлаждения, и начинают «пробивать» «трафарет» из LCD-дисплея.

3. Паразитная засветка по оси Z.
SLA-принтер – минимальная
DLP-принтер – максимальная. Высокая засветка связана как с большой мощностью ламп проектора, так и с большей долей длинноволнового актиничного излучения в спектре.
LCD-принтер – средняя.

4. Паразитная засветка по XY
SLA-принтер – минимальная.
DLP-принтер – при правильной наводке на резкость – минимальная, но выше, чем у SLA.
LCD-принтер – максимальная. Сильная паразитная засветка связана с засветкой соседних пикселей за счет несовершенства фокусирующей системы УФ-матрицы (точнее – с её полным отсутствием – свет на маску попадает под различными углами). В будущем данный недостаток, вероятно, будет исправлен.

5. Возможность использования прозрачных полимеров.
SLA-принтер – возможно использование без снижения качества печати.
DLP-принтер – не желательно из-за высокой паразитной засветки по Z.
LCD-принтер – возможно использование без снижения качества печати.

6. Влияние окраски полимера на качество печати
SLA-принтер – несколько улучшает качество печати, использование сильноокрашенных полимеров может привести к снижению адгезии между слоями и невозможности использования полимера.
DLP-принтер – сильно улучшает качество печати за счет снижения паразитной засветки
LCD-принтер – сильно улучшает качество печати за счет снижения паразитной засветки.

7. Факторы, влияющие на разрешающую способность (помимо свойств полимера и толщины слоя)
SLA-принтер – диаметр пятна лазера и точность позиционирования пятна. Типичные значения 100-200 мкм (для пятна лазера), 40…20 мкм (точность позиционирования)
DLP-принтер – размер пикселя и точность наводки на резкость. Типичное разрешение 1920х1080, соответственно размер пикселя зависит от области печати по XY.
SLA-принтер – размер пикселя и интенсивность паразитной засветки соседних пикселей. Типичное разрешение 2560х1440, размер пикселя 47 мкм.

8. Совместимость с полимерами.
SLA-принтер – плохая совместимость, полимеры могут не подойти под конкретный принтер из-за сильной окраски, и из-за «быстроты» (слишком «быстрые» или слишком «медленные»). Необходима корректировка параметров печати.
DPL- и LCD-принтеры – хорошая совместимость. Практически любой полимер, разработанный для LCD- и DLP-принтеров может быть использован на любом принтере. В целом DPL-принтер «любит» более окрашенные полимеры, а LCD-принтер – более «быстрые». Использование полимеров, разработанных для SLA-принтеров так же возможно, но требует проверки по каждому полимеру.

Читайте также:  Windows shell experience host как отключить

9. Ресурс отдельных элементов.
SLA-принтер – лазер – ресурс 5000 и более часов. Обычно 10 000.
DLP-принтер – лампа проектора, ресурс – несколько тысяч часов
LCD-принтер – LCD-экран – ресурс около 1000 часов, УФ-матрица – ресурс несколько тысяч часов. Обычно 40 000.

10. Цена
SLA-принтеры – цены на бюджетные модели в пределах 190 000 – 400 000 р, «профессиональные» — от 400 000 руб. и выше
DLP-принтеры – цены на серийно-выпускаемые – 300 000 р и выше, цена самоделок (не считая стоимости проектора) – от 15 000 руб.
LCD-принтеры – цена от 25 000 для хоббийного сектора.

11. Направление наращивания модели:
SLA-принтер – возможно как сверху вниз, так и снизу вверх.
DLP-принтер – возможно как сверху-вниз, так и снизу вверх.
LCD-принтер – возможно как сверху-вниз, так и снизу вверх.

Надеюсь этот краткий обзор позволит читателям портала лучше понять особенности принтеров, которые влияют на их характеристики.

Лазерная стереолитография (SLA) — технология 3D-печати, основанная на послойном отверждении жидкого материала под действием луча лазера. Используется в промышленных 3D-принтерах компаний 3D Systems и Uniontech.

Фотополимер — это вещество, изменяющее свои свойства под воздействием ультрафиолетового света. В обычном состоянии фотополимер податливый, а при попадании под УФ-излучение электромагнитного диапазона приобретает прочность. Продолжительность облучения и длина волны рассчитывается в зависимости от конкретного материала, размеров объекта и условий окружающей среды.

Принцип работы

В емкость с жидким фотополимером помещается сетчатая платформа, на которой будет происходить выращивание прототипа. Изначально платформа устанавливается на такой глубине, чтобы ее покрывал тончайший слой вещества, толщиной всего 0.05-0.13 мм — по сути это и есть толщина слоя в лазерной стереолитографии. Далее включается лазер, воздействующий на те участки полимера, которые соответствуют стенкам заданного объекта, вызывая их затвердевание. После этого вся платформа погружается ровно на один слой, то есть на глубину 0.05-0.13 мм.

По завершению построения объект погружают в ванну со специальным составом для удаления лишних элементов и полной очистки. И, наконец, финальное облучение светом для окончательного отвердевания. Как и многие другие методы 3D-прототипирования, SLA (лазерная стереолитография) требует возведения поддерживающих структур, которые вручную удаляются по завершении строительства.

Преимущества и особенности технологии

  • Изготовление моделей любой сложности (тонкостенные детали, мелкие детали);
  • Легкая обработка изготовленного прототипа;
  • Высокая точность построения и высокое качество поверхности;
  • Свойства применяемых полимеров позволяют использовать выращенный прототип в качестве готового изделия;
  • Большие, чем у других 3D-принтеров, размеры рабочей камеры;
  • Низкий процент расходного материала на поддержку;
  • Низкий уровень шума производства деталей.

Большинство 3D-принтеров, работающих по технологии SLA, создают объекты размером примерно 50x50x60см, но есть и исключения. Американская компания 3D Systems создала аппарат, способный создавать объекты размером значительно больше классических — 1500х750х550мм, что раскрывает новые горизонты применения данной технологии.

Ссылка на основную публикацию
Фоллаут 76 официальный сайт на русском
Игра Fallout 76 Модификация силовой брони и оружия в честь 300-летия США Голова Волт-Боя Патриотический костюм американца Праздничное приветствие Волт-Боя...
Установка образа на виртуальную машину
VirtualBox представляет собой виртуальную машину с возможностью запустить операционные системы, отличные от установленной на компьютере. Это обычно требуется для тестирования...
Установка образа на жесткий диск
Приветствую вас, друзья. Наверное, каждый пользователь компьютера или ноутбука встречался с ситуацией, когда он понимает, что настало время переустановки операционной...
Фольксваген тигуан 2 литра механика
Все минусы Фольксваген Тигуан 2018-2019 ➖ Качество отделочных материалов ➖ Расход топлива Плюсы ➕ Динамика ➕ Управляемость ➕ Удобный салон...
Adblock detector