Что такое УФ 3D-принтер? - Простое объяснение

Конечно, чрезвычайно популярные в мире аддитивного производства, учитывая, что они очень точны, универсальны и эффективны, основное отличие любого УФ 3D-принтера заключается в том, что создаваемый им объект не плавится от воздействия тепла для его изготовления. Вместо этого жидкая смола отверждается под воздействием ультрафиолетового света, придавая жесткость напечатанному объекту по одному слою за раз. Этот процесс известен как фотополимеризация; он позволяет получить чрезвычайно высокое разрешение и гладкую поверхность, поэтому хорошо подходит для таких областей, как стоматология, изготовление ювелирных изделий и прототипирование.

Кроме того, стремительное развитие технологий УФ 3D-принтера ускоряет производство, уменьшает количество постобработки и упрощает воспроизведение сложных геометрических форм. Развитие УФ 3D-печати произвело революцию 3D-печатьВ то время как знание внутренней работы, преимуществ и материалов, из которых изготовлены эти устройства, очень важно для принятия правильного обоснованного решения перед тем, как вступить в эту новаторскую область.

Как работает УФ 3D-принтер?

Ультрафиолетовый 3D-принтер основан на фотополимеризации, когда в процессе печати под воздействием ультрафиолетового света застывает жидкая смола, которая после сильного высыхания превращается в объект. Основные универсальные детали, составляющие элементарную часть любого УФ 3D-принтера, состоят из чана со смолой, платформы для построения и источника УФ-излучения в виде ЖК-, DLP- или лазерного проектора.

Все начинается с нарезки 3D-модели на очень тонкие слои с помощью компьютера. Платформа для сборки частично погружается в чан со смолой, а затем ультрафиолетовый свет выборочно отверждает смолу в соответствии с дизайном. В принтерах, ориентированных вверх, платформа для сборки перемещается вверх по мере затвердевания каждого слоя; в принтерах, ориентированных вниз, она перемещается вниз.

Это обеспечивает высокое разрешение при печати тонких деталей, а также полированных поверхностей. Несмотря на то, что 3D-принтеры на основе FDM работают на 3D-печать пластмассНо более мелкие детали не могут быть обеспечены с помощью этого механизма. Однако в 3D-принтерах на основе УФ-излучения более тонкие детали отпечатков достигаются благодаря точному воздействию света и скорости его отверждения; точность слоя зависит от свойств смолы и источников света. Поэтому их очень рекомендуют использовать для печати деталей.

Виды технологий УФ 3D-печати

Несмотря на то, что существуют различные типы технологий УФ 3D-печати с разными характеристиками, их применение было разделено на три основных вида технологий УФ 3D-принтеров, а именно: SLA, DLP и LCD.

SLA Это самая старая форма УФ 3D-печати, в которой используется лазер для отверждения смолы с точностью до размера. Создаваемые модели отличаются высокой детализацией и гладкостью, поэтому SLA широко используется в стоматологии и ювелирном дизайне.

LCD 3D-принтеры также являются самым дешевым типом, работая на ЖК-экране с УФ-подсветкой. В этих принтерах смола отверждается слой за слоем. Хотя качество печати не такое четкое, как у SLA, оно более чем достаточно для того, чтобы быть очень дешевым и иметь отличное качество. По этой причине любители и малые предприятия предпочитают 3D-печать из вторсырья.

Основные материалы, используемые в УФ 3D-печати

Фотополимерные смолы - первый материал, разработанный для УФ 3D-принтеров. Эти материалы находятся в жидком состоянии, но застывают при контакте с УФ-светом. Различные по составу, они используются для различных целей, которые включают в себя механические свойства и отделку отпечатка.

Стандартные смолы общего назначения - это в основном те, которые используются в стандартном прототипировании. Они обладают отличной детализацией и очень тонкой финишной поверхностью. Такую смолу лучше всего использовать в тех случаях, когда требуется эстетическая привлекательность, хотя она может быть менее удовлетворительной для прочности, когда требуется функциональность.

Жесткие смолы разработаны для обеспечения прочности, поэтому подходят для деталей или компонентов, подвергающихся механическим нагрузкам. Гибкие смолы обладают резиноподобными свойствами, что позволяет создавать мягкие податливые предметы.

Эти смолы широко используются в ювелирном деле и в стоматологии, главным образом потому, что они довольно чисто выгорают при отливке, оставляя чистые формы. Из них также получают биосовместимые смолы, пригодные для использования в медицине, например, для зубных имплантатов или протезов.

Преимущества УФ-печати 3D

Ультрафиолетовая 3D-печать также имеет свои преимущества перед традиционной 3D-печатью, поэтому большинство экспертов и любителей используют именно этот процесс. Результаты УФ 3D-печати отличаются гораздо большим разрешением, чем отпечатки из FDM, которые практически невозможно воспроизвести.

Еще одно существенное преимущество скорости - отверждение целых слоев за один выстрел для DLP- и LCD-технологий. Это значительно сокращает время, необходимое для завершения тиража, что делает УФ 3D-принтеры хорошо подходящими для быстрого создания прототипов и мелкосерийного производства.

УФ 3D-принтеры являются инновационными в том смысле, что они могут обрабатывать очень широкий спектр смол в зависимости от характера применения, от мягких Мультиматериальная 3D-печать до очень высокопрочных композитов. Более того, вероятно, что характеристика минимального образования отходов может быть отнесена к УФ 3D-печати, поскольку процесс отверждает только то количество смолы, которое необходимо для модели, поэтому он имеет преимущество в отношении аспектов экологичности.

Постобработка УФ-отпечатков относительно проста, поскольку процесс часто сводится к промывке и УФ-отверждению, что в нормальных условиях обеспечивает целостность и точность конечного продукта.

Применение УФ 3D принтера в различных отраслях промышленности

Это очень универсальная и очень точная технология, имеющая множество применений в самых разных отраслях. К ним относятся некоторые прецизионные стоматологические формы, хирургические направляющие, протезы, слуховые аппараты и другие области применения, выходящие за рамки стоматологии и медицины.

Он используется в ювелирном деле для создания детальных моделей прототипов и литой восковой модели, чтобы можно было создавать сложные конструкции, которые невозможно изготовить другим способом.

На самом деле, УФ-принтеры имеют очень большое значение для инженеров и специалистов по дизайну изделий, поскольку эта технология позволяет проверять и итерировать концепции за очень короткое время и абсолютно бесплатно. Технология может применяться для производства деталей, поэтому подходит как для изготовления механических деталей, так и для производства прототипов.

Хоббисты и художники, которые печатают миниатюры и статуэтки, а также другие модели по индивидуальному заказу, также печатают с высоким разрешением и гладкой поверхностью, что стало возможным благодаря печати на смоле.

В настоящее время УФ 3D-печать продолжает стремительно развиваться в таких отраслях, как производство одежды, архитектура, пищевая промышленность, поэтому она оказывает превосходное влияние на большинство дисциплин.

Ограничения УФ 3D-печати

Несмотря на все эти преимущества 3D-печати, у нее есть и недостатки, и ограничения. Прежде всего, некоторые используемые смолы хрупки. Например, стандартные смолы хрупки и склонны к растрескиванию под нагрузкой.

Единственный реальный недостаток этой технологии - относительно небольшая площадь запечатывания. Объем печати на УФ-принтерах, как правило, гораздо меньше, чем на традиционных FDM-принтерыЭто ограничивает размер объекта, который может быть изготовлен, если только объект не должен быть напечатан по частям, а затем собран.

В целом это может привести к большим затратам на смолы и печатные детали, такие как ЖК-экраны или УФ-проекторы, что делает технологию УФ 3D-печати более дорогостоящей в долгосрочной перспективе по сравнению с технологиями на основе нитей.

Вторая причина, по которой жидкие смолы менее востребованы, - это проблемы, которые они создают, поскольку некоторые жидкие смолы выделяют токсичные пары, а другие вызывают раздражение кожи. При работе с УФ-принтерами необходимо использовать вентиляцию и все средства защиты.

Последний этап - очистка и УФ-отверждение, что действительно отнимает некоторое время. Однако большинство из этих этапов довольно интуитивно понятны. Ни один из вышеперечисленных этапов не является идеальным, но это делает процесс УФ 3D-печати довольно мощным для приложений, требующих высокой точности.

Как обслуживать УФ 3D-принтер для обеспечения высокой производительности

Техническое обслуживание играет очень важную роль в безупречной работе и долгом сроке службы УФ 3D-принтера. Платформу для сборки и чан со смолой можно чистить; в противном случае остатки смолы ухудшат качество отпечатков.

Обработка смолы

3D-печать на смоле следует хранить в прохладном месте и не допускать попадания прямых солнечных лучей. Также не следует допускать преждевременного затвердевания.

Эта фильтрация также удаляет весь мусор, который должен быть убран во время рециркуляции смолы в процессе, и который в противном случае может стать помехой для печати.

Источник ультрафиолетового света для принтеров необходимо периодически проверять, поскольку с течением времени происходит деградация ЖК-, DLP- или лазерных источников света. Отклонения в отверждении материала приводят к потере качества Ваших отпечатков.

Смазка движущихся частей и свинца Винт оси Z позволяет плавно и точно продолжить наслоение.

Обновление встроенного программного обеспечения производителя позволяет эффективно использовать принтер, хотя новые функциональные возможности в одном и том же принтере.

Текущее обслуживание не требует особых усилий. Таким образом, пользователи избежали большого количества обычных проблем при печати, сохранили срок службы своего оборудования и, самое главное, получили отличные результаты печати.

Заключение

Ультрафиолетовая 3D-печать открыла для аддитивного производства новый мир: точная скорость и гибкость. Ее сложность с гладкой отделкой, особенно в изделиях с мельчайшими деталями, сделала ее сокровищницей для различных отраслей промышленности, таких как здравоохранение, ювелирное дело, машиностроение и многое другое.

Передовые технологии обеспечат высокую доступность и удобство использования УФ 3D-печати. Формула материала смолы с максимально возможной химической реактивностью обеспечит исключительно прочные и даже более стойкие отпечатки благодаря всем возможным функциональным применениям сверх прототипических видов. Более толстые объемы получаются в процессах отверждения, связанных с металлическая 3D-печать.

В конце концов, УФ 3D-печать - это не просто тенденция, она меняет представление о том, каким будет будущее производства. Будь то профессионал, любитель или владелец бизнеса, осознание силы и потенциала УФ 3D-печати может открыть новые двери для творчества и инноваций.

Вопросы и ответы

Что такое УФ 3D-принтер?

По сути, это 3D-принтер с УФ-технологией, которая отверждает жидкую смолу создаваемого объекта с высоким разрешением и очень гладкими моделями. 

Чем УФ-печать отличается от FDM?

Ультрафиолет отверждает смолы, что дает более точный результат, чем FDM, поскольку FDM плавит пластиковые нити, и это позволяет наносить слои по секциям, поэтому печать ультрафиолетом получается точной.

Какие материалы можно использовать для УФ 3D-печати?

Некоторые из популярных фотополимерных смол, используемых для УФ 3D-печати, - это стандартные, прочные, гибкие, литьевые и биосовместимые смолы.

Безопасна ли УФ 3D-печать?

Смолы в целом безвредны, но необходимо обеспечить достаточную вентиляцию и защитное снаряжение, чтобы не вызвать раздражение кожи, помимо вдыхания паров.

В каких отраслях применяются УФ 3D-принтеры?

Среди этих применений модели, созданные с помощью УФ 3D-принтеров, используются в здравоохранении, ювелирном деле, машиностроении, дизайне изделий и для хоббистов.