Wat is een UV 3D-printer? - Eenvoudig uitgelegd

Natuurlijk zijn ze zeer populair in de wereld van additieve productie, omdat ze zeer nauwkeurig en veelzijdig en efficiënt zijn, maar het belangrijkste verschil van een UV 3D-printer is dat het object dat hij maakt niet gesmolten is door hitte toe te passen om het te maken. In plaats daarvan wordt het geprinte object, laag voor laag, door het uitharden van vloeibare hars met ultraviolet licht stijf gemaakt. Dit staat bekend als fotopolymerisatie; het maakt een extreem hoge resolutie en gladde afwerking van het oppervlak mogelijk en is daarom zeer geschikt voor bijvoorbeeld tandheelkundige toepassingen, het maken van sieraden en prototypes.

De snelle vooruitgang in de technologie van UV 3D printers versnelt ook de snelle productie, de minste nabewerking en de eenvoudige reproductie van complexe geometrieën. De evolutie van UV 3D printen heeft een revolutie teweeggebracht 3D afdrukkenterwijl kennis over de innerlijke werking, voordelen en materialen die deze apparaten gebruiken belangrijk is voor een goed geïnformeerde besluitvorming voordat u dit baanbrekende veld betreedt.

Hoe werkt een UV 3D printer?

Een UV 3D printer werkt op basis van fotopolymerisatie, waarbij tijdens het printen een vloeibaar hars stolt door blootstelling aan ultraviolet licht, dat na hard drogen uiteindelijk een object wordt. De belangrijkste universele onderdelen van een UV 3D printer zijn het harsvat, het bouwplatform en de UV-bron via een LCD-, DLP- of laserprojector.

Het begint met het snijden van het 3D-model in zeer dunne lagen met behulp van een computer. Het bouwplatform wordt gedeeltelijk ondergedompeld in de harskuip, waarna UV-licht de hars selectief uithardt volgens het ontwerp. Bij printers die naar boven gericht zijn, beweegt het bouwplatform naar boven als elke laag uithardt; bij printers die naar beneden gericht zijn, beweegt het naar beneden.

Dit biedt een hoge resolutie voor het afdrukken van zowel fijne afwerkingen als gepolijste oppervlakteafwerkingen. Hoewel 3D printers op basis van FDM werken op 3D printen van kunststoffenMet dit mechanisme kunnen minuscule details niet worden gegarandeerd. Met UV-gebaseerde 3D printers worden echter fijnere details in afdrukken bereikt door de exacte belichting van het licht in combinatie met de uithardingssnelheid van het licht; hun laagnauwkeurigheid hangt af van de eigenschappen van hars en lichtbronnen. Deze worden daarom sterk aanbevolen voor detailafdrukken.

Soorten UV 3D printtechnologieën

Hoewel er verschillende soorten UV 3D printtechnologieën met verschillende kenmerken bestaan, zijn hun toepassingen onderverdeeld in drie primaire soorten UV 3D printtechnologieën, namelijk: SLA, DLP en LCD.

SLA is de oudste vorm van UV 3D-printen en maakt gebruik van een laser om de hars met een maatprecisie uit te harden. De geproduceerde modellen zijn zeer gedetailleerd en glad, daarom wordt SLA veel gebruikt in de tandheelkunde en bij het ontwerpen van sieraden.

LCD 3D printers zijn ook het goedkoopste type, en werken op een LCD-scherm met UV-achtergrondverlichting. Deze printers harden de hars laag voor laag uit. Hoewel ze niet zo scherp zijn als SLA, is de afdrukkwaliteit meer dan voldoende om zeer goedkoop en van uitstekende kwaliteit te zijn. Daarom geven hobbyisten en kleine bedrijven de voorkeur aan gerecycled 3D printen.

Belangrijkste materialen voor UV 3D printen

Fotopolymeerharsen zijn het eerste materiaal dat ontwikkeld is voor UV 3D printers. Deze materialen zijn vloeibaar, maar zetten uit wanneer ze in contact komen met UV-licht. Ze zijn verschillend geformuleerd en worden voor verschillende doeleinden gebruikt, waaronder de mechanische eigenschappen en de afwerking van de afdruk.

Standaard harsen voor algemeen gebruik zijn voornamelijk de harsen die gebruikt worden bij standaard prototyping. Ze hebben een uitstekende detaillering en een zeer fijn afwerkingsoppervlak. Dit zou de beste hars zijn om te gebruiken in gevallen waar esthetische aantrekkingskracht nodig is, hoewel dat minder goed zou kunnen zijn voor sterkte wanneer functionaliteit vereist is.

Harde harsen zijn ontwikkeld voor duurzaam gebruik en daarom geschikt voor mechanisch belaste onderdelen of componenten. Flexibele harsen hebben rubberachtige eigenschappen waarmee zachte, buigzame voorwerpen gemaakt kunnen worden.

Deze harsen worden veel gebruikt in juwelen en in tandheelkundige toepassingen, vooral omdat ze bij het gieten vrij schoon uitbranden, waardoor er schone mallen overblijven. Ze maken ook biocompatibele harsen die geschikt zijn voor medisch gebruik, zoals tandheelkundige implantaten of protheses.

Voordelen van UV 3D afdrukken

UV 3D printen heeft ook zijn eigen voordelen ten opzichte van traditioneel 3D printen; daarom gebruiken de meeste experts en hobbyisten dit proces. De uitvoer van UV 3D printen heeft een veel hogere resolutie dan de afdrukken van FDM, die bijna niet gerepliceerd kunnen worden.

Een ander belangrijk snelheidsvoordeel is de uitharding van hele lagen in één keer voor DLP- en LCD-technologieën. Dit verkort de tijd die nodig is om een printrun te voltooien aanzienlijk, waardoor UV 3D printers zeer geschikt zijn voor rapid prototyping en kleine series.

De UV 3D-printers zijn innovatief in de zin dat ze een zeer breed scala aan harsen kunnen verwerken, afhankelijk van de aard van de toepassing, van zachte multimateriaal 3D printen tot composieten met een zeer hoge sterkte. Verder is het waarschijnlijk dat de eigenschap van minimale afvalproductie kan worden toegeschreven aan UV 3D printen, omdat het proces alleen de hoeveelheid hars uithardt die nodig is voor het model, dus het is in het voordeel wat betreft duurzaamheidsaspecten.

De nabewerking van UV-afdrukken is relatief ongecompliceerd, omdat het proces vaak niet meer is dan spoelen en UV-uitharden, wat onder normale omstandigheden de integriteit en nauwkeurigheid van het eindproduct garandeert.

UV 3D Printer Toepassingen in verschillende Industrieën

Het is een zeer veelzijdige en zeer precieze technologie, met talrijke toepassingen in uiteenlopende industrieën. Hun toepassing omvat enkele van de precisie tandheelkundige mallen, chirurgische geleiders, protheses, gehoorapparaten, naast andere toepassingen die het domein van de tandheelkundige en medische sectoren overstijgen.

Het wordt in juwelen gebruikt om gedetailleerde modellen van prototypes en het gietbare wasmodel te maken, zodat ingewikkelde ontwerpen kunnen worden gemaakt die anders niet kunnen worden geproduceerd.

In werkelijkheid zijn UV-printers van zeer groot belang voor ingenieurs en productontwerpspecialisten, omdat deze technologie het mogelijk maakt om concepten binnen extreem korte tijd en helemaal gratis te controleren en te itereren. De technologie kan worden toegepast voor de productie van detailonderdelen en is daarom zowel geschikt voor het maken van mechanische onderdelen als voor het maken van prototypes.

Hobbyisten en kunstenaars, die ook miniaturen en beeldjes printen, naast andere aangepaste modellen, printen ook met een hoge resolutie en een gladde oppervlakteafwerking die mogelijk wordt gemaakt door het printen met hars.

UV 3D printen groeit momenteel nog steeds snel in de kleding-, architectuur- en voedingsindustrie en heeft daarom een uitstekende invloed op de meeste disciplines.

Beperkingen van UV 3D afdrukken

Ondanks al deze voordelen van 3D printen zijn er nadelen en beperkingen in overvloed. Ten eerste zijn sommige gebruikte harsmaterialen kwetsbaar. Standaardharsen zijn bijvoorbeeld broos en kunnen onder spanning barsten.

Het enige echte nadeel van deze technologie is een relatief klein opbouwgebied. Het afdrukvolume is bij UV-printers meestal veel kleiner dan bij traditionele FDM printersDit beperkt de grootte van het object dat geproduceerd kan worden, tenzij het object in delen geprint en later geassembleerd moet worden.

Dit kan over het algemeen erg duur zijn in harsen en de geprinte onderdelen, zoals LCD-schermen of UV-projectoren, waardoor de UV 3D printtechnologie op de lange termijn duurder is dan de op filament gebaseerde technieken.

De tweede reden waarom vloeibare harsen minder gewild zijn, is vanwege de problemen die ze opleveren omdat sommige van de vloeibare harsen giftige dampen afgeven, terwijl andere ook huidirritatie veroorzaken. Bij het werken met UV-printers moeten ventilatie en beschermende kleding worden gebruikt.

De laatste stap is het reinigen en UV-uitharden, wat inderdaad wat tijd kost. De meeste van de bovenstaande stappen zijn echter vrij intuïtief. Geen van de bovenstaande stappen is perfect, maar dit maakt het UV 3D printproces behoorlijk krachtig voor toepassingen die een hoge precisie vereisen.

Hoe een UV 3D-printer onderhouden voor hoge prestaties

Onderhoud speelt een zeer belangrijke rol bij perfecte prestaties en een lange levensduur van een UV 3D printer. Het bouwplatform en het vat met hars kunnen worden gereinigd, anders zal wat harsresten de kwaliteit van de afdrukken verminderen.

Omgaan met hars

Hars 3D printen moet op een koele plaats bewaard worden en mag niet in direct zonlicht staan. Ook mag het niet te vroeg uitharden.

Deze filtratie verwijdert ook al het vuil dat gereinigd moet worden bij de harsrecycling van het proces, wat anders een hinderlijke factor kan zijn bij het afdrukken.

De UV-lichtbron van uw printer moet regelmatig worden gecontroleerd, omdat LCD-, DLP- of laserlichtbronnen na verloop van tijd slechter worden. Variaties in de uitharding van het materiaal leiden tot kwaliteitsverlies van uw afdrukken.

De smering van de bewegende delen en het lood schroef van de Z-as zorgt voor een soepele en nauwkeurige voortzetting van de lagen.

Het bijwerken van de firmware van de fabrikant maakt een efficiënte printer mogelijk, hoewel dezelfde printer nieuwe functies heeft.

Het routineonderhoud is eenvoudig. Daarom hebben gebruikers een groot aantal van de gebruikelijke problemen bij het afdrukken vermeden, de levensduur van hun apparatuur behouden en bovenal uitstekende afdrukresultaten geproduceerd.

Conclusie

UV 3D printen heeft additieve productie in een nieuwe wereld ontdekt: precieze snelheid en flexibiliteit. De complexiteit met gladde afwerkingen, vooral in een product met de kleinste details, heeft het een schatkamer gemaakt voor verschillende industrieën zoals de gezondheidszorg, juwelenfabricage, engineering en nog veel meer.

Geavanceerde technologieën zorgen voor een grote toegankelijkheid en bruikbaarheid van UV 3D printen. De formulering van het harsmateriaal met de hoogst mogelijke chemische reactiviteit zal zorgen voor uitzonderlijk sterke en zelfs nog bestendigere afdrukken vanwege alle mogelijke functionele toepassingen boven prototypische soorten. Dikkere volumebouwwerken dus, in uithardingsprocessen geassocieerd met metaal 3D printen.

Uiteindelijk is UV 3D printen geen trend, maar verandert het gezicht van hoe de toekomst van productie eruit zal zien. Of u nu een professional, hobbyist of bedrijfseigenaar bent, als u de kracht en het potentieel van UV 3D-printen inziet, kunt u nieuwe deuren van creativiteit en innovatie openen.

FAQs

Wat is een UV 3D-printer?

Dat is in wezen een 3D-printer met UV-technologie, die de vloeibare hars van het te maken object met hoge resoluties uithardt en vervolgens zeer gladde modellen maakt. 

Waarin verschilt UV-printen van FDM?

De UV hardt de harsen uit, wat een nauwkeuriger resultaat oplevert dan FDM, aangezien FDM plastic filamenten smelt en daardoor in lagen kan worden aangebracht.

Wat zijn enkele materialen die gebruikt kunnen worden voor UV 3D printen?

Enkele van de populaire fotopolymeerharsen die gebruikt worden voor UV 3D printen zijn standaard, taaie, flexibele, gietbare en biocompatibele harsen.

Is UV 3D printen veilig?

Harsen zijn over het algemeen onschadelijk, maar er moet voor voldoende ventilatie en veiligheidsuitrusting worden gezorgd om te voorkomen dat de huid geïrriteerd raakt, afgezien van het inademen van de dampen.

Welke industrieën gebruiken UV 3D printers?

Van deze toepassingen wordt het model dat met UV 3D-printers is gemaakt, gebruikt voor toepassingen in de gezondheidszorg, juwelen, techniek, productontwerp en hobbyisten.