Еще недавно фотополимерная печать была дорогим и малодоступным способом воспроизведения объемных фигур. Приобрести мощное оборудование могли только профессионалы из узких сфер деятельности. Сегодня благодаря увеличению объема предложений и снижению стоимости на принтеры качественная трехмерная печать стала более доступной. Все представленное на рынке оборудование можно классифицировать по способу печати и используемому сырью. Особой популярностью пользуются фотополимерные 3D-принтеры. Они оснащены высококачественной матрицей с максимально гладкой внешней поверхностью. Благодаря этому конечные изделия, даже самые миниатюрные, имеют правильные формы с детальной прорисовкой.
Коротко о расходных материалах
Для фотополимерной 3D-печати потребуются особые смолы (жидкий пластик), которые приобретают твердость при контакте со светом. Они чувствительны к воздействию ультрафиолета, что определяет конструктивные особенности 3D-принтеров. Физические свойства расходных материалов широко разнятся. Они после полимеризации могут быть твердыми или гибкими, матовыми или прозрачными. Консистенция, время засветки (отверждения), цветовая гамма также варьируются. Исходя из целей использования конечных изделий можно выбрать как биологически безопасные смолы, так и технические варианты. Стоимость расходных материалов довольно высокая, поэтому при выборе оборудования стоит учитывать имеющийся ассортимент совместимого полимерного сырья.
Технология SLA (лазерная стереолитография)
Фотополимерная 3D-печать зародилась именно с этой технологии в 1984 году. Суть процесса заключается в том, что отверждение сырья происходит под воздействием высокоточного лазера.
Конструктивные особенности. Классическая модель фотополимерного 3D-принтера состоит из кюветы со смолами, которая расположена под платформой. Она приводится в движение (поднимается, опускается и вращается) специальным механизмом. В некоторых случаях в движение приводится сама кювета. Лазерный излучатель и зеркальная система отклонения расположены в верхней части оборудования.
Способ печати. Во время работы лазерного стереолитографического 3D-принтера происходит погружение платформы в кювету с расходным материалом на глубину одного слоя. Ввиду достаточно густой консистенции смол для ускорения печати может применяться выравнивающий механизм. Далее следует поступательный точечный процесс засветки материала лазерным облучателем. Направление луча в горизонтальной и вертикальной плоскостях определяется движением отклоняющей зеркальной системы. По завершении вычерчивания и полимеризации платформа погружается в кювету еще на один слой, и процесс повторяется. Так поэтапно происходит формирование всей цифровой модели.
Особенности технологии. SLA-3D-принтеры имеют очень высокую точность и качество печати. Они надежны и довольно понятны в использовании. Кроме того, оборудование совместимо со многими фотополимерными смолами, представленными на рынке.
Технология DLP (светодиодная стереолитография)
Этот метод создания трехмерных моделей весьма схож с технологией SLA. Отличие состоит в том, что вместо лазерного излучателя с зеркальной системой используется цифровой светодиодный проектор.
Конструктивные особенности. Оборудование состоит из стеклянной платформы с вертикальной осью Z, кюветы с фотополимерной смолой, стеклянной подложки и расположенного внизу цифрового светодиодного проектора. Важным отличием оборудования является материал, из которого изготовлена кювета. Он полностью прозрачен для ультрафиолетового излучения.
Способ печати. С помощью цифрового проектора осуществляется полимеризация шаблонов сразу целого слоя, а не точечно, как в случае с SLA-оборудованием. Особенностью фотополимерного 3D-принтера с технологией DLP является возможность перевернутой, или обратной, печати изображения. В этом случае платформа не погружается в расходный материал, а поднимается вдоль оси Z, постепенно растягивая слои засвеченной смолы.
Особенности технологии. Печать объектов путем светодиодной стереолитографии не занимает много времени. К тому же отсутствие деликатной зеркальной системы делает оборудование более устойчивым к физическому воздействию и положительно сказывается на точности печати, позволяя получить более высокое разрешение по оси Z. Размер проекции и самих моделей по высоте может быть весьма значительным, так как он не ограничен глубиной кюветы. Это позволяет получить более объемную зону построения без увеличения габаритов принтера. В процессе работы оборудования могут возникать нежелательные засветки, а по мере увеличения области печати – снижаться точность и скорость. Расходные материалы достаточно разнообразны и имеют доступную стоимость.
Технология LCD (прямой ультрафиолетовой засветки)
Данный способ фотополимерной 3D-печати основан на тех же принципах, что и светодиодная стереолитография. Отличие заключается в том, что в качестве шаблона засветки (матрицы) используется особая LCD-панель.
Конструктивные особенности. Под стеклянной платформой с осью Z расположена прозрачная кювета со смолой. Далее послойно расположены матрица (LCD-панель) и линза Френеля. В нижней части оборудования располагается сверхяркий светодиод, который и обеспечивает процесс полимеризации смолы.
Способ печати. Линза Френеля выравнивает свечение мощного светодиода. С помощью LCD-панели внутри оборудования создаются белый контур объекта и насыщенный черный фон. Черный цвет не пропускает мощное излучение, тогда как белый контур свободно засвечивается. Благодаря этому каждый слой полимера быстро затвердевает.
Особенности технологии. Оборудование не содержит сложных и дорогостоящих составляющих (лазерных источников, подвижных отражателей), поэтому технология LCD-печати считается наименее затратной. Стоимость оборудования ниже цены аналогов. Рабочая область полимеризации ограничена только разрешением матрицы и габаритами оборудования. При этом слабая сила засветки увеличивает скорость полимеризации по сравнению с DLP-технологией. В процессе печати могут возникать засветки. Кроме того, за счет особенностей формирования маски контур стенки может получаться нечетким.
На что обратить внимание при выборе
Выбирая фотополимерный 3D-принтер, необходимо учитывать, что любое оборудование, независимо от технологии печати, по завершении работы имеет тенденцию оставлять часть исходных смол в кювете. Если есть необходимость в одновременном использовании разных исходных материалов, чтобы снизить их расход, можно приобрести дополнительные резервуары. Чем больше будет область печати оборудования, тем выше будет расход смол.
- Для начала необходимо определиться с целью покупки оборудования. Если требуется полупрофессиональная и профессиональная печать, можно рассмотреть средний ценовой сегмент. Для масштабной полимеризации сложных изделий подойдут промышленные 3D-принтеры.
- Исходя из задач печати выбирается соответствующая технология. Для небольших и более точных объектов подходят классические высокоточные лазерные стереолитографические модели (SLA). Более габаритные изделия, поверхность которых можно дополнительно обработать, как правило, печатаются на светодиодных стереолитографических фотополимерных 3D-принтерах (DLP). Для среднегабаритных объектов без сложных рельефных поверхностей можно выбрать модели прямой ультрафиолетовой засветки (LCD). Важным нюансом является то, что в моделях с SLA- и DLP-печатью происходит частичное отверждение изделий, необходимое для сохранения физической формы. Так как полный процесс полимеризации занимает много времени, после изготовления, модели необходимо подвергнуть дополнительному облучению. Для этого можно использовать специальные камеры с ультрафиолетовыми лампами или прозрачные боксы из кварцевого стекла, выставленные под прямые солнечные лучи.
- Важным аспектом является удобство последующей эксплуатации. Современное оборудование не предоставляет большой выбор в настройках печати. Как правило, оно ориентировано на изготовление конкретных образцов. Так, если устройство выбирается для фотополимерной 3D-печати узкопрофильных малогабаритных изделий, то полимеризация других, более крупных заготовок может быть затруднительной. Влияние здесь оказывают размер камеры и совместимость исходных материалов. Степень автоматизации также довольно важна. Такие функции, как система автоматической подачи полимерной смолы в кювету, датчик уровня материала, быстросъемная платформа построения, могут значительно ускорить и упростить процессы постановки и отслеживания статуса печати.
Сегодня на рынке представлен большой ассортимент фотополимерных 3D-принтеров разных производителей, что позволяет подобрать подходящую по цене модель, наиболее полно отвечающую предъявляемым требованиям. В нашем магазине представлены как новые модели промышленных 3D-принтеров от ведущих производителей, так и подержанное оборудование в хорошем рабочем состоянии.
