Мы заметили одну стандартную проблему для большинства начинающих в фотополимерной 3D-печати «снизу вверх». Это когда после 3D-печати вы получаете на печатной пластине только поддержки вместо предполагаемого объекта. В этой статье мы рассмотрим эту очень частую проблему SLA 3D-печати. Эта проблема чаще встречается у новичков, но и у более опытных пользователей 3D-печати она не редкость.
В результате отчаяние и разочарование могут отправить хороший фотополимерный 3D-принтер в мусорную корзину. Однако, поняв основные причины этого явления, можно легко адаптировать простые техники и избавиться от этой проблемы. Итак, давайте обсудим это более подробно.
Зачем нужны поддержки в фотополимерной 3D-печати?
Прежде чем погрузиться в эту тему, мы хотели бы обсудить, почему мы используем поддержки в 3D-печати УФ-смолой. Здесь есть несколько тонких аспектов и их стоит понять. Это не все из них, но мы перечислили наиболее важные из них, основываясь на нашем опыте.
- Свесы. Очевидно, что вам необходимо поддерживать нависающие конструкции. Это характерно для большинства технологий 3D-печати, не только для SLA.
- Правильная геометрия в нижней части. Очень часто начальные слои 3D-печатного объекта передерживают для лучшего сцепления со строительной пластиной. Однако это приводит к появлению видимых линий слоя и более толстых участков в нижней части из-за увеличения времени экспозиции. Чтобы компенсировать это, объект обычно размещают на прикрепляющем слое и опорах.
- Сохранение равномерной площади поперечного сечения при использовании ориентаций. Важно сохранять равномерный переход площади поперечного сечения слоев. Это поможет избежать видимых линий слоев. Для достижения этой цели используются различные ориентации. Обычно при использовании этих ориентаций нужны опоры для удержания объекта на месте.
- Получение правильных размеров. Большинство популярных принтеров в стиле «снизу вверх», таких как Anycubic Photon, Phrozen, Elegoo Mars 3, имеют ванночку для смолы FEP или PDMS. После отверждения каждого слоя разделительные силы FEP или PDMS оказывают сильное давление на печатный объект. Это может привести к различным деформациям, неправильным размерам, сбоям и т.д. Поддерживая более чувствительные места объекта, можно снизить вероятность сбоев.
Таким образом, если учесть все факторы, то в итоге можно получить кучу опор по всему периметру объекта.
Риски и проблемы
С ранее упомянутой техникой фотополимерной 3D-печати, при которых весь объект помещается на опоры, также связан риск потенциальных неудач. Помимо многих параметров, относящихся к отдельной поддержки, ключевым параметром обычно является диаметр ее наконечника.
Меньший диаметр наконечника (обычно менее 0,3 мм) позволяет легче убирать опоры и оставляет меньше следов на поверхности, но при этом является более слабым. Напротив, более толстые наконечники опор (обычно более 0,4-0,5 мм) прочнее, но оставляют более заметные следы после удаления. Слабость опорного наконечника обычно возникает из-за фундаментального действия фотополимерной 3D-печати снизу вверх, т.е. отслаивания нового напечатанного слоя от пленки FEP. Возникающие силы при этом движении отслаивания очень велики. Они сильно зависят от площади поперечного сечения нового «приготовленного» слоя: чем больше площадь, тем выше сила отслаивания.
И здесь наступает ключевой момент. Если во время печати слоя объекта силы отслаивания от FEP становятся намного выше сил, удерживающих объект на опорах, то это означает, что произошел сбой. Имейте в виду, что довольно часто наши сеансы 3D-печати могут состоять из тысяч отдельных слоев и каждый из них оказывает определенное напряжение на все ранее напечатанные слои.
Именно этого мы и хотим избежать. Давайте рассмотрим некоторые возможные решения.
6 ключевых правил
Исходя из ранее названных причин возникновения этой проблемы, естественно придумать возможные пути ее решения. Можно подумать, что увеличение плотности поддержки или диаметра наконечника всегда поможет избежать неудач. Отчасти это верно, но ответ не так прост.
Стоит также отметить, что большинство людей выбирают свой собственный путь, основываясь на прошлом опыте и личных предпочтениях. Здесь нет универсального или правильного способа. Каждая 3D-печать в какой-то степени уникальна и требует тщательного планирования для достижения высокого уровня успеха. Поэтому мы также поделимся нашим собственным опытом и рекомендациями, которые можно использовать. Однако их также следует отфильтровать и адаптировать к различным ситуациям. Давайте рассмотрим решения с разных точек зрения.
1. Более толстые опорные наконечники
Мы обычно рекомендуем более толстые опорные наконечники, т.е. в среднем около 0,4-0,5 мм, чем более тонкие (обычно 0,2-0,3 мм). Исходя из нашего опыта, если вы хотите печатать быстро и с высокой скоростью подъема (иногда называемой vroom 3D печатью), опоры с более толстыми наконечниками являются более безопасным способом. Это не обязательно означает, что вы должны поставить всего пару более толстых опор и покончить с этим. Мы узнали, что фотополимерная 3D-печать требует большого количества поддержек, чтобы получить исключительный процент успеха и превосходное качество. Таким образом, вы должны подбирать наконечники опор с учетом их плотности.
Более того, чем больше и тяжелее печать, тем более толстые и плотные опоры вам понадобятся. Это особенно важно учитывать при работе с большими фотополимерными принтерами, такими как Phrozen Mega 8K.
Тем не менее, некоторые ситуации все еще требуют очень тонких опорных наконечников. Как правило, это чрезвычайно сложные свесы моделей. В таких ситуациях у вас нет других вариантов. Тем не менее, ознакомьтесь с другими стратегиями, приведенными ниже, и попробуйте применить их в таких ситуациях, чтобы увеличить шансы на успех.
2. Высокая/средняя плотность поддержак
Если вы используете поддержки, у вас всегда будут видимые следы на поверхности. Так почему бы тогда не использовать больше опор? Если вы планируете получить гладкую поверхность, то потребуется шлифовка. Поэтому, добавив дополнительные опоры, вы не добавите себе много работы по шлифовке, но ваш успех может значительно возрасти. Кроме того, вы можете спланировать свою ориентацию так, чтобы поверхность с наименьшей важностью получила большую поддержку. Таким образом, вы можете получить фантастический процент успеха и нулевые усилия по последующей обработке. Но помните, что с увеличением плотности вы также увеличите расход материала, а удаление поддержки иногда может оказаться сложной задачей.
3. Используйте слайсер с умом
Качество поддержки во многом зависит от выбранного вами пакета программного обеспечения. Такие программы, как Meshmixer, Chitubox, Lychee или Voxeldance Tango, позволяют изменять практически все параметры опор. Пробуя различные варианты конфигурации и проводя эксперименты, вы сможете легко найти способ, который лучше всего подходит для вашей установки. Помните, что вам не обязательно придерживаться оригинального программного обеспечения для 3D-печати, предоставляемого производителем оборудования. Вы можете импортировать ваш STL в другие программные пакеты, добавить поддержки, экспортировать обновленный STL-файл и использовать его в программном обеспечении, которое работает с вашим принтере.
Здесь есть один важный момент. Никогда не полагайтесь полностью на автоматическую генерацию опор! Почти все такие функции не совершенны и могут быть использованы в качестве отправной точки, но дальнейший анализ и ручная настройка должны быть выполнены. Это чрезвычайно важно.
4. Взаимосвязанные опоры
Люди часто упускают из виду эту функцию. Если вы используете стороннее программное обеспечение, обратите внимание на те, которые позволяют соединять опоры между собой вместо того, чтобы размещать их по отдельности.
Такие соединения между опорами значительно снижают вероятность разрушения опор. Эта техника позволяет получить более жесткий набор основных и дополнительных опор, которые менее склонны к поломкам и отказам. Однако это также приводит к увеличению расхода смолы.
5. Рассмотрите свойства УФ-смолы для SLA
Выбор смолы также является важной темой. Мы выяснили, что если вы пытаетесь получить детали объекта с минимально возможным количеством опор, то лучше работают более твердые смолы. Такие смолы, как наша AMD-3 LED, специально разработаны для 3D-печати моделей с замысловатыми деталями, которые требуют аккуратных и мелких опор. Более твердые смолы для 3D-печати SLA не сильно прогибаются во время отделения слоев от пленки FEP. Такая жесткость гарантирует, что даже мельчайшие детали модели будут сохранены.
С другой стороны, смолы, обладающие свойствами гибкости, могут потребовать другой тактики. Такие смолы лучше всего работают с большим количеством опор и более толстыми наконечниками, чтобы компенсировать их гибкость во время 3D-печати. Более того, если сочетать это с взаимосвязанными опорами, то можно получить приличный процент успеха при отличном качестве печати.
6. Высокое качество FEP
Последнее, но не менее важное — это состояние вашей пленки FEP. Мы узнали, что новая и свежая пленка FEP работает лучше, чем та, которая использовалась в течение некоторого времени. Если вы начали наблюдать неожиданные сбои, когда ожидали легкого сеанса 3D-печати, проверьте свою пленку FEP. Если она сильно поцарапана, помутнела или деформировалась, купите новую. Также не забывайте ухаживать за пленкой FEP с помощью силиконового шпателя и избегайте острых инструментов.
