3D-друк із смоли деформується з кількох причин, включаючи налаштування принтера, проблеми з налаштуванням, зовнішні впливи, недоліки моделі та збої в програмному забезпеченні слайсера. Переоцініть усе, що пов’язано з вашим 3D-принтером на основі смоли, щоб виявити конкретну причину проблеми та вибрати відповідне рішення.
Ось 6 профілактичних рішень для запобігання викривленню полімерних 3D-принтів:
- Перегляньте дизайн 3D моделі.
- Зверніть увагу на передумови 3D-друку.
- Керуйте середовищем 3D-принтера.
- Підготуйте 3D-принтер із смоли.
- Оптимізуйте параметри програмного забезпечення 3D-різки.
- Запобігайте викривленню 3D-принтів із смоли після затвердіння.
Ви можете мати стандартну, гнучку, жорстку, литну або інший тип смоли. Тривимірні відбитки на основі смоли можуть деформуватися по-різному залежно від типу матеріалу та принтера, який ви використовуєте. У цьому посібнику обговорюється кожне практичне рішення для запобігання деформації 3D-принтів із смоли.
- Перегляньте дизайн 3D моделі
3D-принти на основі смоли часто деформуються через недолік конструкції. Життєздатна 3D-модель у певному програмному забезпеченні для проектування може бути непридатною під час друку за угодою про рівень обслуговування, DLP або LCD. Отже, ваш дизайн має відповідати можливостям і завданням полімерного 3D-принтера.
Розміри
Уникайте всіляких крайнощів. Не майте надзвичайно товстих або непрактично тонких стінок, великих і важких виступів і химерних контурів для будь-якого шару, який може деформуватися під час стадії затвердіння.
Перегляньте розміри кожної частини 3D-моделі окремо. Товщина опорних і неопорних стін не може бути однаковою. Мости та звиси не є ідентичними елементами, тому вимагають різних підходів до проектування.
Підтримує
Опори є невід’ємною частиною 3D-друку на основі смоли . У FDM ви можете використовувати опори лише для звисів і спеціальних елементів. Однак ви повинні використовувати їх навіть для основного дизайну в SLA, DLP і LCD-принтерах.
Затверділа смола, яка утворює новий шар вашої 3D-моделі, відшаровується від рідини в резервуарі або чані. Ваш 3D-принт із смоли деформується, якщо щойно доданий шар не має належної основи та процес фотополімеризації не є бездоганним.
Орієнтація
Орієнтація є ще однією фундаментальною причиною, чому опори неминучі при 3D-друкі на основі смоли . Тривимірна полімерна модель повинна мати оптимальну експозицію поперечного перерізу осі z.
Якщо ви використовуєте вертикальну орієнтацію або орієнтацію під кутом 90°, широкий перший або базовий шар буде повністю експоновано вздовж осі z. Це вплив забезпечує велику площу поверхні, що контактує з робочою пластиною та резервуаром для смоли.
Таким чином, ви маєте більше фотополімеризованої та затвердіючої смоли з ризиком деформації.
Просте рішення - побудова або друк під кутом. Складною частиною є необхідність використання кількох опор, що також призводить до певних витрат матеріалу.
Брім, Пліт тощо
Щоб запобігти викривленню основної моделі, використовуйте краї або плиту на будівельній пластині. Обидва варіанти корисні залежно від розміру та ваги конструкції, особливо від ширини основи або першого шару.
Край – це одношарова основа, яку ви видаляєте з надрукованої моделі після затвердіння. З іншого боку, пліт більше схожий на сітку, товщі й ширші за край. Вам може знадобитися пліт для більших і складних конструкцій.
2. Зверніть увагу на вимоги до 3D-друку
Усі 3D-принтери на основі смоли мають стандартні робочі механізми. Проте кожен унікальний дизайн має певні вимоги до друку. Ви повинні звернути увагу на ці особливості.
Перший шар
В якості першого шару можна використовувати основу моделі, край або пліт. Налаштуйте розміри та щільність або товщину першого шару , особливо для вибраної орієнтації. Деформація першого шару є поширеною проблемою 3D-принтів на основі смоли.
Краї першого шару можуть деформуватися, стискатися або деформуватися. Конструкція може вимагати, щоб більшість опор були сплавлені з базовим шаром. Бездоганний перший шар запобігає викривленню наступних шарів через фундаментальні проблеми.
Щільність смоли
Надайте перевагу двом типам щільності . Перше стосується в’язкості, яка залежить від типу смоли, яку ви маєте. По-друге, це щільність матеріалу в спроектованій моделі, яка в основному залежить від товщини кожної частини, включаючи кожен шар.
Крихкість
Надруковані, затверділі та оброблені полімерні моделі є міцними та довговічними. Рідка, частково затверділа або незатверділа смола крихка. Тому перевірте конкретні елементи в конструкції на можливість деформації через крихкість.
Дві поширені крихкості - це порожнистість і чашоподібність. Поглинання відбувається, коли модель не має смоли, що заповнює її внутрішній простір. Стіни і опори такої конструкції повинні бути товстими і міцними. Інакше ви можете зіткнутися з деформацією, деякі деталі можуть деформуватися, а друк може бути невдалим на будь-якому етапі.
Купування зазвичай відбувається всередині порожнистої моделі. Конструкція потребує належного розміщення дренажних отворів, щоб незатверділа смола могла стікати в резервуар. Відповідно до Protolabs, ви повинні мати принаймні один дренажний отвір для кожної порожнистої секції, і він повинен мати мінімальний діаметр 3,5 мм (0,13 дюйма).
Особливості
Всі особливості в конструкції підвищують ймовірність викривлення. Типовими прикладами є звиси, перемички, з’єднання, отвори, гравіровані та тиснені деталі.
Крихітні отвори можуть закриватися. Великі отвори або порти можуть деформуватися, якщо сусідні шари сильно тягнуть під час затвердіння. Виступаючі та заглиблені елементи можуть деформуватися, якщо вони неможливі в даній конструкції. І тут важливу роль відіграють щільність матеріалу, розміри деталей, опори та орієнтація.
3. Керуйте середовищем 3D-принтера
Смоляний 3D-принтер має багато змінних, що діють протягом усього циклу друку.
Ви не маєте великого контролю над процесом фотополімеризації певного типу та якості смоли, ефективністю та дієвістю ліфта чи двигуна, що контролює вісь z, робочу пластину, резервуар та ультрафіолетове світло.
Однак ви можете контролювати безпосереднє оточення свого 3D-принтера.
Корпус
Багато 3D-принтерів на основі смоли мають корпуси. Переконайтеся, що в цьому корпусі немає дефектів. Придбайте або зробіть корпус, якщо він не входить у комплект вашого принтера. Ви не зможете контролювати безпосереднє оточення без належного корпусу, який закриває всі сторони 3D-принтера.
Опалення/охолодження
Регулюйте нагрівання та охолодження. Для затвердіння смоли необхідно знизити температуру. Однак різке зниження температури в закритій камері може спричинити деформацію.
Водночас несправні вентилятори не зможуть охолодити смолу. Таким чином, будь-яка незатверділа або частково затверділа смола може деформуватися.
Повітряний потік
Як і температура, потік повітря може погіршити процес затвердіння смоли. Раптовий порив вітру може спричинити деформацію. Якщо ваш 3D-принтер на основі смоли не має корпусу, потік навколишнього повітря у вашій кімнаті може впливати на деталі під час друку та затвердіння.
Проблеми з налаштуванням 3D-принтера
Деформація може виникнути через несправність однієї або кількох складових частин 3D-принтера. Візьмемо, наприклад, резервуар для смоли. Деякі 3D-принтери зі смолою нахиляють , струшують або переміщують резервуар для смоли після друку шару. Неправильний рух може вплинути на відшаровування нового шару та негайне затвердіння.
4. Підготуйте 3D-принтер із смолою
Ви повинні виявити та вирішити всі проблеми з налаштуванням 3D-принтера під час підготовки. В ідеалі ви повинні готувати 3D-принтер на основі смоли до кожного сеансу, щоб зменшити ймовірність викривлення.
Очистіть смолу та резервуар
Для багатьох 3D-принтерів SLA, DLP і LCD потрібна певна кількість смоли в баку для кожного сеансу. В ідеалі ви повинні очистити смолу та резервуар перед новим циклом друку.
Резервуар або чан можуть мати частково затверділу або незатверділу смолу. Очікується деяке накопичення смоли в резервуарі або на плівці FEP. Будь-які подібні залишки можуть заважати та зіпсувати новий відбиток.
Вирівняйте 3D-принтер
Підставка для 3D-друку або робоча пластина повинні бути постійно вирівняні. Необхідно також перевірити, чи правильно вирівняні резервуар для смоли, вісь z і корпус. Деякі сучасні полімерні 3D-принтери мають функцію автоматичного вирівнювання. Ви можете вручну перевірити вирівнювання, якщо ваші моделі деформуються, незважаючи на автоматичне вирівнювання.
Нагрійте Build Plate
3D-принтери на основі смоли циркулюють гаряче повітря, щоб підвищити температуру всередині корпусу. Циркулюючого гарячого повітря може бути недостатньо для деяких смол і конкретного дизайну, особливо для першого шару.
Подумайте про нагрівання будівельної пластини, щоб перший або базовий шар ідеально сформувався та затвердів.
Розгляньте клей
Як правило, перший шар смоли повинен прилипати до робочої пластини, якщо всі параметри та процеси відповідні. Подумайте про використання клею, якщо перший шар не прилипає належним чином і в результаті деталь деформується.
Смола може не прилипнути до робочої пластини, якщо:
- Перший шар недостатньо товстий.
- Швидкість друку вище, ніж потрібно.
- Час затвердіння недостатній для шару.
Погано прикріплений перший шар буде деформуватися. Згодом основна конструкція, опори та деякі частини можуть деформуватися. У багатьох випадках друк повністю може вийти з ладу.
5. Оптимізуйте параметри програмного забезпечення 3D Slicer
Як і 3D-принтери на поліетиленовій основі, програмне забезпечення для слайсера має відмінні функції та параметри, які можна налаштувати. Змініть налаштування відповідно до вимог дизайну.
Крім того, програмні додатки для слайсера не ідентичні. Безкоштовне, платне, рідне або стороннє програмне забезпечення має певні сильні та слабкі сторони та елементи сумісності.
Швидкість друку/лазера
Деякі програмні додатки для зрізів не дозволяють користувачам змінювати лазер або швидкість друку. Вплив ультрафіолетового світла на смолу та час, протягом якого новий шар залишається зануреним у резервуар, мають значний вплив на фотополімеризацію та ймовірність викривлення.
Перевірте швидкість друку для кожної моделі та типу смоли.
Час затвердіння
Смола починає твердіти відразу після утворення нового шару. Однак новий шар оптимально затвердіє після того, як його витягнуть із резервуара для смоли. Проміжний час затвердіння залежить від того, як швидко новий шар буде опущений і знову занурений у резервуар зі смолою.
Ваша надрукована на полімерній 3D-моделі деформується, якщо новий шар не затвердів оптимально перед тим, як його знову занурити в резервуар.
Крім того, нові шари не з’єднаються належним чином, якщо вже надрукована смола надмірно затверділа і, отже, занадто тверда для утворення зв’язку з полімеризуючою смолою.
У результаті ваша модель або деталі деформуються.
Висота/товщина шару
Висота або товщина кожного шару має відповідати моделі, якщо ви хочете, щоб дизайн був життєздатним під час друку. Невідповідно товщі та тонші шари мають вищі шанси на деформацію.
Товстіші або щільніші шари мають більше матеріалу, тому усадка та прилегле зчеплення можуть призвести до деформації.
Більш тонкі або легші шари можуть не сплавитися, щоб утворити потужний зв’язок під час полімеризації, що особливо важливо під час друку основи.
Спеціальні налаштування дизайну
Стандартні конструкції або простіші моделі не вимагають особливого налаштування. Складні елементи дизайну, деталі, які складно надрукувати через химерність або їхню чисту фізичну форму, та інші деталі, як правило, заслуговують на широке налаштування параметрів програмного забезпечення слайсера.
Спробуйте налаштувати параметри програмного забезпечення слайсера для дизайну:
- Підтримуйте розмір і щільність.
- Товщина адаптивного шару.
- Орієнтація та макет.
- Порожнисті секції та дренажні отвори.
- З'єднання та різьбові порти.
- Інші особливості.
Деяке програмне забезпечення може рекомендувати або автоматизувати кілька налаштувань. Перегляньте ці конкретні налаштування, щоб переконатися, що вони підходять для конкретного дизайну.
- Запобігти деформації полімерних 3D-друків після затвердіння
Для повного затвердіння смоли потрібен час. Проміжне затвердіння під час циклу друку не є цілісним. Затверділа смола залишається вразливою до викривлення, деформації та незначної усадки.
У корпусі 3D-принтера
Висока швидкість друку, малий час затвердіння та нежиттєздатні елементи дизайну чи частини спричиняють деформацію всередині корпусу 3D-принтера. Частково затверділий базовий шар може деформуватися, навіть коли принтер працює над десятим шаром.
Іноді частина базового шару від’єднується від робочої пластини через деформацію. Таке відшарування зазвичай відбувається:
- Якщо перший шар не міцно приклеєний до будівельної пластини.
- Якщо інші частини занадто важкі для розміру та товщини основи.
- Якщо часу затвердіння недостатньо для належного затвердіння.
Під час процесу полімеризації після друку
УФ, IPA та сонячне затвердіння є стандартними методами обробки 3D-принтів на основі смоли. Вплив води або розчинників, непотрібного тепла та хімічних речовин може спричинити деформацію частково затверділої або затверділої смоли.
Післядруковані 3D-моделі зі смоли не стискаються так сильно, як термопластичні нитки, які використовуються в FDM-принтерах. Однак смола може деформуватися під час пост-виробничих етапів, якщо матеріал не затвердів повністю.
Під час видалення опор і обробки
Видалення опор легше, якщо смола не повністю затверділа. Ця зручність викликає труднощі. Неправильна техніка видалення та помилки в завершальних штрихах можуть деформувати полімерні моделі, якщо частина надто м’яка.
У виробництві після затвердіння
Ви можете використовувати різні інструменти та матеріали для обробки ваших 3D-принтів на основі смоли. Моделі з повністю затверділої та затверділої смоли не деформуються. Однак затверділа смола чутлива до деяких хімікатів.
Ось список хімічних речовин і їх вплив на затверділі деталі, надруковані на 3D-смолі.
Заключна думка
Смоляні 3D-принтери пропонують неперевершену роздільну здатність і якість обробки. Однак великі та складні конструкції більш вразливі до викривлення. Найкращий підхід - розділити дизайн на кілька частин. Роздрукуйте ці частини окремо та зберіть їх після обробки після затвердіння.
