Секреты 3D-печати Гибкой Фотополимерной Смолой

3D-печать Гибкой Фотополимерной Смолой позволяет найти множество разных применений для проектировщиков и любителей домашнего творчества. Узнайте, как начать печатать!

Гибкие смолы становятся неотъемлемой частью фотополимерных 3D-принтеров. Выбор доступных смол постоянно растет и несколько брендов выпустили материалы, совместимые с большинством продаваемых сегодня потребительских 3D-принтеров с ЖК-экраном (MSLA).

Хотя фотополимерные смолы можно использовать для создания функциональных гибких вещей, домашнему мастеру придется преодолеть несколько препятствий, чтобы успешно печатать на 3D-принтере с помощью этих материалов, расширяющих возможности.

Фотополимерные смолы в целом сложны для 3D-печати, а добавление гибкости к материалам означает, что производители должны знать, что лучше всего печатать с их помощью, а также как добиться наилучших результатов. Также полезно знать, где искать модели, информацию о смолах и советы, которые облегчат процесс 3D-печати.

Учитывая все это, предлагаем вашему вниманию все, что вам нужно знать о гибких смолах.

Цифры, скрывающие гибкость: Что они означают?

Перед покупкой гибкой смолы важно знать, какие свойства следует искать в техническом паспорте (TDS), в котором производитель перечисляет наиболее важные свойства материала. Большинство смол имеют TDS, в котором указаны различные характеристики, такие как модуль упругости или предел текучести. Для гибких материалов есть несколько ключевых свойств, которые особенно важны, когда необходимо знать, насколько «податливы» смолы.

Твердость по Шору

Твердость по Шору или дюрометр — это способность объекта сопротивляться вдавливанию. По сути, это показатель того, насколько мягкой или податливой будет смола после 3D-печати и отверждения. Это относительная шкала, каждое измерение твердости по Шору соответствует твердости обычных материалов (например, шин или ластиков для карандашей).

Измерение твердости по Шору иногда немного запутывает, поскольку существует более трех различных шкал: Шор 00, Шор A и Шор D. Шор 00 обычно используется для измерения более мягких материалов, таких как гели, в то время как Шор D используется для измерения более жестких материалов, таких как автомобильные шины и твердые пластики. Большинство смол для 3D-печати измеряются по Шору A или Шору D и находятся в диапазоне от твердости по Шору 25A (т.е. ластик для карандашей) до твердости по Шору 80A (т.е. каблук обуви, также по Шору 30D).

Это настолько важное свойство для эластичных смол, что производители, такие как Formlabs, часто рекламируют свою продукцию как имеющую определенную твердость по Шору. Например, смола Elastic 50A компании Formlabs имеет в названии твердость по Шору. Из этой маркировки опытный пользователь узнает, что смола Elastic 50A чуть более жесткая, чем ластик для карандашей, но менее жесткая, чем пневматическая шина.

Предел удлинения при разрыве

Еще одним важным свойством гибкости является «удлинение при разрыве», которое часто выражается в процентах. Это измерение показывает, насколько сильно смола может растянуться при 3D-печати, прежде чем она сломается или потрескается.

Чтобы определить удлинение при разрыве смолы, производители 3D-печатают материал заданной геометрии, а затем растягивают его до разрушения (разрыва) с помощью одноосного тестера. Величина растяжения в момент разрушения сравнивается с первоначальной длиной образца в процентах, что и называется удлинением при разрыве. Например, образец со 100-процентным удлинением при разрыве растянется до удвоенной первоначальной 3D-печатной длины, прежде чем порвется.

Хотя этот показатель не считается настолько важным, чтобы указывать его в названии смолы наряду с твердостью по Шору, его, безусловно, полезно знать при выборе смолы или разработке гибкой 3D-печати.

Степень сжатия

Третье важное свойство смолы, специфическое для гибких материалов, — это набор сжатия, то есть способность материала возвращаться к своей первоначальной форме после длительного периода деформации. Подумайте об этом, как если бы 3D-отпечаток протиснули под ножкой дивана на день (хотя официальный метод ASTM для этого гораздо более точен), а затем проверили, насколько он сохранил свою первоначальную форму после того, как его извлекли из-под дивана.

Свойство смолы к сжатию — наименее вероятное из этих трех перечисленных свойств, которое можно встретить в технических паспортах. Однако оно может быть важным при разработке функциональных деталей, таких как прокладки, прокладки и другие 3D-печати, выдерживающие нагрузку. Если вы пытаетесь сделать это с помощью гибкой смолы, изучение свойства сжатия материала — хорошая идея.

Области применения гибкой 3D-печати

Гибкие смолы находят широкое применение благодаря их растущей доступности как для промышленной, так и для домашней печати.

Значительные области применения гибких смол связаны с носимыми технологиями, эргономикой и модой. Обручальные кольца могут быть изготовлены для людей, которым нужно кольцо, не мешающее работе и не представляющее угрозу безопасности, браслеты и другие украшения, которые должны растягиваться на запястье, лодыжке или голове — идеальные варианты использования гибких смол. Эргономичные устройства, такие как уплотнители на очках для плавания или велосипедных ручках, часто печатаются 3D с использованием гибких смол.

Важное замечание, что соприкасается с кожей человека в течение длительного времени и имеет отношение к этому: Убедитесь в цитотоксичности смолы и используйте только те смолы, которые сертифицированы как нецитотоксичные.

Если говорить о более технической стороне инженерного дела, то эластичные смолы также отлично подходят для изготовления 3D-печатных прокладок. Они отлично подходят для тех случаев, когда 2D-прокладки не обеспечивают должного уплотнения и избавляют от необходимости дорогостоящего литья под давлением. Гибкие смолы также находят широкое применение в пневматике и гидравлике в робототехнике.

Еще одно применение связано с защитой как вещей, так и людей. Чехлы для смартфонов и шлемы все чаще создаются с использованием гибких смол. Особенно шлемам и другим средствам индивидуальной защиты уделяется большое внимание в области 3D-печати благодаря расширенным возможностям решетчатых структур, которые позволяют обеспечить аналогичный уровень защиты при более легком весе защитного снаряжения. Эти решетчатые структуры не только улучшают функциональность, но и обладают значительным крутым фактором. Достаточно взглянуть на подошвы обуви 4DFWD от Adidas, чтобы понять эту крутую способность.

Советы и рекомендации по 3D-печати

Хотя найти гибкую смолу, подходящую именно для ваших целей, может быть непросто, на этом сложности не заканчиваются. Есть несколько дополнительных проблем, которые приходится преодолевать создателям, чтобы получить высококачественные 3D-отпечатки.

А именно, гибкие смолы требуют еще больше поддержек, чем стандартные материалы, которые уже кажутся лесами для некоторых 3D-отпечатков. Кроме того, эти опоры сложнее удалить, чем на стандартных отпечатках из смолы, поскольку они отрываются, а не отщелкиваются. Подумайте об этом, как если бы вы пытались оторвать только ухо у жевательного медведя с помощью вашего любимого инструмента для вырезания опор. Наконец, тонкие, филигранные элементы сложно выполнить из-за сильной деформации объекта во время 3D-печати.

Соблюдение следующих правил позволит избежать этих потенциальных проблем, которые могут повлиять на качество 3D-печати:

• Минимизируйте количество поддержек, используемых в 3D-печати, укладывая модель непосредственно на печатную пластину.
• Увеличьте размер точек касания поддержек, чтобы исключить локальную деформацию в этих точках.
• Длинные и тонкие элементы в направлении Z могут искривляться во время 3D-печати и скорее всего, выйдут неровными; утолщение колонн и подобных элементов поможет решить эту проблему.
• Прозрачные гибкие смолы можно окрашивать различными способами, хотя обычно после этого они остаются несколько полупрозрачными.
• Если вы планируете 3D-печать прокладки, убедитесь, что смола совместима с рабочей жидкостью, используя технический паспорт материала. Раздел о совместимости иногда можно найти в нижней части TDS, но имейте в виду, что стандартного формата для этой информации не существует.
• Гибкие смолы возвращаются к своей напечатанной форме. Если вы планируете напечатать что-то вроде ремешка для часов, лучше напечатать его в изогнутом положении, а не в плоском, чтобы его было удобнее носить.
• Хотя время стирки и отверждения гибких смол аналогично стандартным, некоторые из них гораздо более чувствительны к IPA. Проверьте рекомендации производителя и не забудьте вынуть деталь из IPA в указанное время!
• Соединения «печать на месте» с использованием гибких смол можно эффективно комбинировать с жесткими кронштейнами для создания деталей, в которых допускается изгиб, но общее растяжение узла ограничено.

Некоторые модели, которые стоит попробовать

Теперь, когда вы знаете, как выбрать и печатать гибкой смолой, вот несколько проверенных моделей, которые можно попробовать:

• Стресс-бол: Эта модель от JAMakes служит испытанием для 3D-принтера и включает в себя инструкции по 3D-печати на смоле. Кроме того, она демонстрирует решетчатые структуры, созданные с помощью этой технологии и материала.
• Колесо: Модель от Strix_3D — отличное колесо для начинающих. Его можно поставить на робота при должной доработке; если же вам нужно спроектировать собственное колесо, вы всегда можете воспользоваться FreeCAD (который недавно выпустил свой первый стабильный релиз).
• Чехлы для телефонов: Зачем ограничиваться только одним вариантом чехла для телефона, если можно легко сделать несколько, используя гибкую смолу? Ознакомьтесь со списком сайтов, где можно попробовать свои силы в создании чехлов для телефонов.

Гибкая фотополимерная смола

F300 eResin-Flex и E100 eResin-eLastic

Как следует из названий этих смол, они предназначены для того, чтобы быть гибкими. В частности, F300 eResin-Flex имеет твердость по Шору от 60 до 90 А в зависимости от настроек, а E100 eResin-eLastic обеспечивает твердость по Шору 70 А. Эти показатели также отражены в тестах на удлинение при разрыве, причем диапазон удлинения при разрыве составляет 100-350 %! Благодаря таким свойствам эти смолы идеально подходят для объектов, которые должны быть мягкими и эластичными или подвержены изгибу.

F300 eResin-Flex доступен только для оптовых закупок.

• Вязкость: 500-1400 мПа/с
• Плотность: 1,02-1,085 г/см3
• Цвета: Прозрачный желтый
• Размеры: 0,5 кг

Проверить цену смолы eResin-eLastic от eSun можно на сайте:

• Aliexpress

eSun Hard-Tough

Смола Hard-Tough от eSun идеально подходит для изготовления функциональных деталей, поскольку она обеспечивает такие свойства, как жесткость и износостойкость. Она даже может выдерживать сверление отверстий в затвердевших деталях.

Модели, напечатанные с использованием стандартной смолы, могут потерять свою форму при воздействии определенных элементов. Смола Hard-Tough от eSun создает более жесткие детали, которые могут выдерживать больший износ без ущерба для их первоначальных размеров. Также снижается риск изломов на тонких участках деталей, поскольку сама смола является довольно жесткой полимерной смесью.

Ее отличные свойства и конкурентоспособная цена делают ее интересным вариантом для тех, кто ищет качественную смолу промышленного класса.

• Цвет: Синий, черный, белый, серый
• Объем: 0,5 кг, 1 кг

Проверить цену смолы eSun Hard-Tough на сайте:

• Aliexpress

Anycubic Tough

Проверить цену смолы Anycubic Tough 2.0 Gray на сайте:

• Aliexpress