Известно, что одним из важнейших факторов успешной 3D печати является правильный подбор материала. Это особенно важно для аддитивного производства из полимерных смол. При нем светочувствительные материалы наносятся на рабочую область слой за слоем, создавая необходимое изделие с высокой степенью точности и детализации. Кроме того, оптимальный выбор смолы еще зависит от выбранного метода фотополимеризации. Например, весьма распространена стереолитография (SLA), использующая лазер для отвердения материала. Не меньшей популярностью пользуются методы DLP и LCD, для которых задействуют световые дисплеи. Для лучшего понимания особенностей применения полимерных смол мы рассмотрим характеристики их основных видов.
Стоит учесть, что производительность смолы определяется в процессе ее полимеризации, которую запускает одиночное или многоволновое излучение. Немаловажное значение здесь имеет длина волны: чем ниже этот показатель у смолы, тем больше должна мощность светового излучения для ее успешной обработки. Поэтому производители полимерных смол обязательно указывают длину волны, с которой совместимы их материалы. Также следует помнить, что у DLP/LCD смол этот показатель выше, чем у SLA смол. Итак, какие полимерные смолы наиболее распространены в современной 3D печати?
Стандартные смолы
Этот тип смол полностью оправдывает свое название, являясь одним из самых распространенных и широко представленных на рынке. Практически все производители выпускают стандартные полимерные смолы, поэтому их можно купить где угодно в широком разнообразии цветов. Данный материал обладает высокой универсальностью, позволяя печатать разнообразные изделия с хорошим уровнем детализации. Также они обладают высокой прочностью и легко поддаются постобработке (окраска, шлифовка). Впрочем, стоит учесть, что изготовленные из стандартных смол изделия бывают весьма хрупкими и легко ломаются или трескаются. Простота применения и доступность делают такой материал идеальным для освоения 3D печати, а также прототипирования, создания декора и многих других целей.
Стандартные фотополимерные смолы имеют следующие разновидности:
Прозрачные смолы
Этот материал хорошо подходит для изготовления изделий небольших размеров с высокой степенью детализации, основными свойствами которых являются бесцветность и прозрачность. Они легко шлифуются и затем окрашиваются, а также позволяют сделать поверхность объектов похожей на стеклянную. Вместе с тем, поверхность таких смол сохраняет гладкую и мягкую текстуру после обработки. Прозрачные смолы обладают хорошей водостойкостью, а еще изделия из них не рекомендуют использовать для пищевых продуктов.
Водорастворимые смолы
Как известно, после завершения процесса 3D печати из фотополимерных смол следует важный этап постобработки в виде удаления поддержек и остатков смолы. Обычно для выполнения этой процедуры используют изопропиловый спирт (IPA). Однако на сегодняшний день существуют особые виды фотополимерных смол, которые можно смыть обычной водой без применения химикатов. Смывание поддержек и остатков смолы при помощи воды — это более быстрый, удобный и чистый процесс. Также при этом исчезает тягучесть, свойственная другим видам смол, но остается специфический запах. Единственным их недостатком можно назвать необходимость применять силу для эффективной очистки деталей.
Гибкие смолы
По своим характеристиками гибкие смолы для 3D печати похожи на резину, а уровень их твердости составляет около 80А. Из этого материала изготавливают эластичные и прочные изделия, которые могут сгибаться и сжиматься без деформации или иных повреждений. Напечатанные из гибких смол детали также выглядят и ощущаются как резиновые: они способны быстро восстанавливать свою изначальную форму после компрессии. Еще изделия из таких полимеров обладают долгим сроком службы и износостойкостью, поэтому они весьма востребованы для производства прототипов, ручек/рукояток инструментов и движущихся деталей.
Промышленные смолы
Промышленные фотополимеры или твердые смолы имеют весьма выдающиеся физические свойства, которые позволяют использовать их во многих областях. Они отличаются высокой стойкостью к разного рода механическому воздействию, выдерживая его без риска сломаться или потрескаться. Такие характеристики делают их подходящими не только для производства прототипов, но и для более сложных задач, где требуются прочность и выносливость материала. Промышленные смолы являются весьма обширной категорией, в ней стоит отдельно выделить жаростойкие и выгораемые смолы. Еще весьма распространены стоматологические смолы, свойства которых представляют немалую ценность для стоматологии.
Жаростойкие смолы
Этот тип промышленных фотополимерных смол идеально подходит для производства изделий, способных выдерживать высокую температуру. В частности, они могут подвергаться воздействию температуры до 230 С без ущерба для их формы или иных качеств. Жаростойкие смолы весьма востребованы в таких областях, как выпуск инструментов и оборудования для литейного производства и прочих сфер, связанных с горячими жидкостями и высокой температурой в целом.
Выгораемые смолы
Также в промышленности весьма востребованы выгораемые смолы, имеющие обширную сферу применения. Прежде всего, их используют для создания моделей с высоким уровнем детализации. Далее полученные модели подвергают процедуре металлического литья, при которой смола полностью выгорает, не образуя пепла или иных отходов. Благодаря данной технологии поверхность готового изделия получается идеально чистой и гладкой. Выгораемые смолы оптимально подходят для производства ювелирных изделий, стоматологических протезов и во многих других областях.
Стоматологические смолы
В отличии от других типов смол, этот материал имеет органическое происхождение и не содержит токсинов, что делает его безопасным для применения в стоматологии. Такие фотополимерные смолы позволяют печатать детали с очень мягкой текстурой и высоким уровнем детализации. Они получили широкое распространение в производстве фиксаторов, коронок, мостов, протезов и других используемых в стоматологии изделий. Кроме того, из данного материала создают анатомические модели и хирургические пособия.
Подводя итоги
Впрочем, у фотополимерных смол есть и некоторые недостатки. Прежде всего, при работе с ними нужно соблюдать меры предосторожности, так как большинство являются токсичными. Обязательно следует носить маску и перчатки, а также проветрить помещение после работы с этим материалом. Как сами смолы, так и изделия из них нужно держать подальше от пищевых продуктов. Еще полимерные смолы довольно чувствительны к ультрафиолету, поэтому не рекомендуется долго держать изделия из них под солнцем. Ультрафиолетовое излучение может привести к потере сцепления между слоями материала, из-за чего изделие потеряет форму.
Однако перечисленные недостатки в целом не отменяют широкого спектра преимуществ фотополимерных смол. А разнообразие и универсальность позволяют эффективно использовать их во многих сферах: от создания прототипов и фигурок до применения в стоматологии, ювелирном деле и разных отраслях промышленности. Вам нужно лишь подобрать подходящий материал и оборудование для своей задачи.