Hoe werkt 3D printen met hars? - Een SLA-, DLP- en MSLA-technologie

3D-printen met hars heeft een onvoorstelbare revolutie teweeggebracht in additieve productie. Op hars gebaseerde printers maken gebruik van vloeibare fotopolymeerhars die laag voor laag wordt uitgehard door een lichtbron. De oppervlakken zijn even glad met meer onderling verbonden details, veel preciezer dan die van 3D printers op basis van filament. De meest gebruikte zijn stereolithografie (SLA), digitale lichtverwerking (DLP) en gemaskeerde stereolithografie (MSLA).

Ze zijn hetzelfde in het uitharden van vloeibare hars tot vaste objecten, maar verschillen alleen in de manier waarop licht wordt gepresenteerd. Vanwege de zeer gedetailleerde afwerking wordt printen met hars bijna overal gebruikt, van sieraden en tandheelkunde tot prototypes en miniaturen. Weten hoe 3D afdrukken voor harsen geeft inzicht in welke u moet gebruiken en optimalisatie van de afdrukefficiëntie.

Wat is kunsthars 3D printen en hoe werkt het?

3D printen met hars maakt gebruik van vloeibare fotopolymeerhars die uithardt bij blootstelling aan UV-licht. Hiermee kunnen objecten laag voor laag met uitstekende details en een uitstekende afwerking worden geprint. De harsprinters gebruiken een lichtbron om de hars uit te harden. Dat kan een laser of projector zijn, of een LCD-scherm, maar wat het ook doet, harsprinters produceren afdrukken met een zeer fijne precisie; dat is wat het beste gebruikt kan worden voor het printen van modellen van minuscule of minuscule onderdelen, aangezien de vloeibare hars zich in een vat bevindt en er bij elke gestolde laag een bouwplatform in de vloeistof zakt. De printstappen zorgen voor extra nabewerking bestaande uit het laatste schuur-, reinigings- en uithardingsproces voor de uitvoer.

Soorten hars 3D Printing Technologieën

Er zijn drie opties voor 3D printen met hars. Dit zijn SLA, DLP en MSLA. SLA verwijst naar Stereolithografie en gebruikt een laser als methode om de hars punt voor punt uit te harden. Dit is zeer nauwkeurig, maar door de trage snelheid worden de prints langzaam geproduceerd. DLP projecteert het hele beeld op de hars en hardt dus alle lagen tegelijkertijd uit, waardoor het sneller is dan SLA. MSLA gebruikt lichtbelichting die vergelijkbaar is met DLP van LCD-schermmaskers, maar tegen veel lagere kosten. Elk van de technologieën heeft zijn sterke punten: SLA-detaildominantie, DLP-snelheid en MSLA-waarde. Alles hangt af van de toepassing, de behoefte aan afdrukkwaliteit en het budget.

Wat zijn de basisonderdelen van hars 3D printers?

Dit wordt gecreëerd door een harsvat met vloeibare fotopolymeerhars dat over de afdrukplaat wordt bewogen. De stijgende en dalende vormen creëren de lagen waarop een laser of projector of het LCD-scherm van een printer uithardt en die in een vaste stof veranderen om zich met elke nieuwe laag te hechten. De meeste modellen hebben een touchscreen of een bedieningspaneel om de parameters in te stellen. Er is een ingebouwde Z-as motor die de bouwplaat zachtjes beweegt. Er is ook een ingebouwde UV-afschermkap die alle ongewenste blootstelling tegenhoudt en de levensduur van een printer van goede kwaliteit garandeert als deze goed onderhouden wordt.

Hoe hardt de hars uit?

Het geneest de vloeibare hars van het 3D-printen door een specifieke lichtbron op de fotoinitiator te plaatsen, die in de hars zit om te reageren via fotopolymerisatie, waardoor het uithardt tot een object. Met elke laag die in het 3D-proces wordt geprint, eindigt het met een product dat harder en steviger wordt door licht. Dit model wordt vervolgens behandeld in een UV-lamp of zonlicht om de mechanische eigenschappen te ontwikkelen zodra het volledig geprint is. De onderdelen moeten hard, stijf en taai worden door de juiste uitharding. Onderdelen die overmatig uitgehard zijn, kunnen broos worden en afdrukken van onderdelen die niet goed uitgehard zijn, worden zachte of zwakke afdrukken.

Wat zijn enkele voordelen ten opzichte van FDM met hars 3D printen?

Hieronder volgen enkele voordelen van 3D printen met hars ten opzichte van FDM: De afdrukresolutie is het belangrijkste verschil. Harsen kunnen ultrahoge details bieden met echt fijne oppervlakteafwerkingen, waardoor ze nuttig zijn bij echt complexe ontwerpen. Bovendien resulteert een betere hechting tussen lagen in onderdelen met fijnere mechanische eigenschappen. Andere voordelen zijn de mogelijkheid om in gecompliceerde geometrieën te printen zonder laaglijnen. Enkele van de nadelen van het printen met hars zijn het feit dat de heffing bij het printen met hars veel duurdere materialen, enorme nabewerking en zelfs chemische blootstelling gevaarlijk kunnen zijn voor het milieu en zelfs voor de maker. Het blijft echter populair wanneer de vraag naar precisie hoog is. 

Typische toepassingen van 3D printen met hars.

Industriële toepassingen in verschillende industrieën die een hoog niveau van precisie of details vereisen.

Het afdrukken van hars wordt ideaal gebruikt in de tandheelkunde om goede, nauwkeurige mallen, kronen en aligners te maken. Juweliers bedrukken hars om ontwerpen met veel detail in hun gietstukken te maken. Miniaturenmakers zijn hobbyisten die graag tafelbladspellen met kwaliteitsstukken spelen, en zij vinden de harsprinter nuttig. Enkele medische toepassingen van het printen van hars zijn anatomische modellen en protheses. Ingenieurs en productontwerpers kunnen gemakkelijk snelle prototypes van complexe onderdelen maken. Het is een vereiste voor deze hoge-resolutie industrieën van 3D-modellering omdat printen met hars veelzijdig is. Wat zijn de uitdagingen van het gebruik van een Hars 3D afdrukken?

De gebruikte harsen hebben toxische eigenschappen en moeten met handschoenen en in goed geventileerde ruimtes worden gehanteerd. Deze methode vereist aanzienlijk meer tijd en inspanning na het verwerken met isopropylalcoholspoeling en UV-lichtuitharding dan FDM printen. De bedrijfskosten van harsprinters zijn ook veel hoger, voornamelijk vanwege de vloeibare harsen en omdat onderdelen zoals FEP-folies zeer vaak vervangen moeten worden. Andere mogelijke oorzaken zijn slechte hechting, slechte ondersteuningsstructuur en fouten tijdens de belichting. Dit alles betekent dat de gebruiker zijn workflow kan optimaliseren voor betere afdrukken. 

Hoe u uw kunsthars 3D printer goed kunt onderhouden en schoonmaken

Zo veel als het houden van een harsen voor 3D printen goed werken kan afhangen van het schoonhouden van de machines.

Door het vat regelmatig schoon te maken, wordt voorkomen dat harsen samenklonteren, waardoor uiteindelijk slechte, mislukte afdrukken zichtbaar worden. De bodem van het vat moet worden geïnspecteerd op krassen en beschadigingen op de FEP-film en moet indien nodig worden vervangen. De bouwplaat moet na elke afdruk gereinigd worden. De gebruikers moeten controleren of de Z-as soepel beweegt en van tijd tot tijd moeten ze de printer kalibreren om hem in goede conditie te houden. De werkruimte moet altijd schoon en opgeruimd zijn, wat de kans op vervuiling verkleint en leidt tot afdrukken van goede kwaliteit. De levensduur van de printer neemt toe naarmate hij beter presteert in alle technieken. 

Beste werkwijzen voor effectief 3D printen met hars

Gebruikers moeten worden gewezen op de beste praktijken voor 3D-printen met hars om afdrukken van goede kwaliteit te krijgen.

De eerste laag plakt goed, en er zullen geen mislukte afdrukken zijn als de bouwplaat goed genivelleerd is. De juiste belichtingsinstellingen per harstype zullen de nauwkeurigheid van de afdrukken verder verbeteren. Ondersteunende structuren worden op de juiste plaatsen toegevoegd, zodat er geen kromtrekking optreedt en kwetsbare onderdelen goed worden afgedrukt. Harsen van goede kwaliteit die geschikt zijn voor een bepaalde toepassing verbeteren de sterkte en details van de afdrukken.

Het laat de hars in een koele, donkere kamer zitten zodat deze niet voortijdig uithardt en zo lang mogelijk meegaat. De firmware en snijsoftware worden vrij regelmatig bijgewerkt om beter te kunnen afdrukken met deze printer. Hierdoor is de afdruk elke keer weer een schot in de roos.

Conclusie

Zeer resoluter in kunsthars 3D printen en creëert een model met kwaliteit, samen met gladde oppervlakteafwerkingen en de fijnste details door fotopolymerisatie.

Daarom is het maken van een keuze tussen SLA-, DLP- en MSLA-technologieën nodig om te begrijpen wat voor iemand het meest bruikbaar is voor zijn vereisten. Echter, 3D printen van kunststoffen heeft heel wat voordelen ten opzichte van FDM, maar kan ook nadelen hebben door de nabewerking en materiaalverwerking, naast het onderhoud van de printer. Desondanks vindt 3D printen met hars toepassingen in steeds meer sectoren, van tandheelkunde tot het maken van sieraden, van productontwerp tot engineering. Over het algemeen kan de juiste zorg voor de apparatuur en de beste praktijken het maximale voordeel opleveren bij het printen met hars en goede afdrukken. 

FAQs

Hoe verschillen SLA, DLP en MSLA van elkaar?

SLA drukt alle werkpunten af op de punt van een laser. Een DLP heeft een methode die in één keer in zijn geheel gieten heet, en MSLA gebruikt het gemaskeerde licht van een LCD.

Moet een met hars bedrukt artikel nabewerkt worden?

Ja, harsafdrukken moeten gewassen worden in isopropylalcohol en vervolgens uitgehard worden onder UV-licht om het materiaal beter voor te bereiden op sterkte en om alle overtollige hars te verwijderen.

Hoe verhoudt de hars 3D printer zich tot FDM?

In vergelijking hiermee hebben harsafdrukken een veel hogere resolutie en zijn ze veel gedetailleerder, maar luidruchtiger en vereisen ze veel meer nabewerking en veel meer materiaal dan de FDM.

Is het veilig om met hars te 3D-printen?

Hars is giftig; de gebruiker moet handschoenen dragen, in een goed geventileerde ruimte werken en alle voorzorgsmaatregelen nemen om huidcontact en giftige dampen van hars te vermijden.

Is de harsafdruk net zo sterk als de FDM-afdruk?

Harsprints zijn bros en sterk maar breekbaar, sterker dan FDM-prints, dus ze zijn meer geschikt voor zeer gedetailleerde modellen dan voor functionele onderdelen.