Фотополимерная смола подходит для многих задач, но некоторым печатаемым моделям необходима более высокая прочность. Ознакомьтесь с лучшими фотополимерами, аналогичными по прочности ABS-пластику, и другими смолами повышенной прочности, представленными на рынке.
В фотополимерной 3D-печати каждый слой формируется путем затвердевания жидкого фотополимера с помощью источника света, этот процесс называется отверждением. Это отличительная характеристика фотополимерной 3D-печати.
Фотополимерные принтеры могут достигать гораздо более высокого разрешения и точности по сравнению с другими технологиями, например, FDM 3D-печатью. Именно поэтому данная технология часто используется для изготовления художественных моделей и высокоточных прототипов, а также изделий с мелкой детализацией, например, в ювелирной сфере.
Обычные фотополимерные смолы недостаточно прочные, и из-за этого мелкие детали на изделиях могут потрескаться и сломаться. Некоторые производители решили эту проблему, выпустив более прочные и долговечные смолы. Это очень актуально, поскольку 3D-печать с использованием фотополимеров становится все более распространенной и доступной.
Давайте рассмотрим, что представляет собой прочная, или как ее еще называют, усиленная смола, как она используется и в чем ее отличие от стандартных фотополимеров.
Рассмотрим высокопрочные фотополимеры (Tough Resin)
Жесткие смолы разрабатываются для применения в тех областях, где требуются материалы, способные выдерживать большие деформации и нагрузки. В действительности механические свойства отвержденных изделий, изготовленных из жестких смол, могут даже конкурировать с промышленными пластиками, о чем мы расскажем далее.
Сочетая в себе прочность и эластичность, Tough-смола является отличным выбором для создания прочных, функциональных прототипов и компонентов, которые подвергаются небольшим механическим нагрузкам. Это делает ее идеальной для изготовления предметов бытовой техники, гаджетов и других объектов, которые должны иметь высокую прочность и износостойкость.
По сравнению со стандартными смолами, использование усиленных смол может сопровождаться определенными трудностями. Для некоторых из них требуются профессиональные 3D-принтеры, а другие по стоимости просто не по карману большинству любителей. Рассмотрим некоторые особенности и общие советы.
Как выбрать высокопрочную смолу?
Для сравнения ниже приведены основные свойства прочной и стандартной смолы:
ПРОЧНАЯ СМОЛА
- Подходит для прочных, устойчивых к ударам деталей.
- Идеально подходит для изготовления функциональных прототипов и механических конструкций.
- Обладает отличной устойчивостью к периодическим нагрузкам.
- Не подходит для тонких стенок (рекомендуемый минимум - 1 мм).
- Сложнее удалить с печатной платформы, чем модели из стандартных фотополимеров.
- Высокая стоимость.
СТАНДАРТНАЯ СМОЛА
- Изготовление хрупких деталей с низкой ударопрочностью.
- Идеально подходит для детализированных отпечатков с высоким разрешением.
- Обеспечивает гладкие поверхности.
- Относительно проста в использовании.
- Низкая стоимость.
Полезные советы
Существует несколько общих советов для печати высокопрочными фотополимерными смолами, такими как ABS-like, Tough и др. Хотя каждый производитель фотополимеров дает свои конкретные рекомендации, необходимо придерживаться следующих правил:
Толщина слоя: прочные фотополимеры обычно лучше печатают слои толщиной 50 и 100 микрон.
Поддержки: избегайте печати непосредственно на платформе для печати, так как модель будет сложно снять. При печати детали на поддержках, сломаются только они, а изделие останется целым. Чтобы облегчить процесс снятия 3D-изделия, можно подогреть платформу горячим воздухом.
Чистка: если производитель не указывает иное, жесткие смолы можно промывать в обычном изопропиловом спирте (IPA). Не оставляйте деталь в IPA более чем на 20 минут, так как это может привести к ее разрушению.
Отверждение: жесткие смолы достигают своих идеальных показателей при правильном постотверждении. Обязательно следуйте инструкциям производителя, поскольку некоторые фотополимеры лучше полимеризуются при различных длинах волн и при использовании дополнительного источника тепла.
Скорость: при работе с высокопрочными смолами очень важно регулировать скорость подъема и спуска платформы. Из-за более высокой вязкости они выигрывают от снижения скорости подъема и спуска. Кроме того, небольшое повышение температуры может снизить вязкость смолы, что позволит увеличить скорость.
Свойства материалов
Как известно, для усиленных фотополимерных смол каждый производитель предоставляет технические характеристики и механические свойства. Мы не будем подробно останавливаться на этих свойствах, хотя некоторые основы могут быть очень полезны для тех, кто печатает такими смолами в первый раз.
Прочность на разрыв - это величина, представляющая собой максимальное растягивающее усилие (оттягивание двух концов материала друг от друга), которое материал может выдержать до момента разлома, а модуль Юнга определяет, какое усилие необходимо приложить, чтобы материал начал деформироваться.
Твердость по Шору D показывает, насколько тверд или мягок материал, где более высокое число обозначает более высокую твердость. Существует несколько различных шкал твердости по Шору. Для гибких смол обычно используется Шор A, а для жестких - Шор D.
Также важно учитывать ударную прочность материала, которая определяет его способность выдерживать внезапные и сильные удары или нагрузки. Она измеряется с помощью стандартных испытаний, таких как удар Изода. При этом удар наносится по образцу в форме стержня и измеряется энергия, потерянная на единицу площади (Дж/м) или площади поперечного сечения (Дж/м2).
Образцы могут иметь V-образное углубление (насечку) или быть без насечки. Насечка действует как усилитель нагрузки, выявляя восприимчивость материала к распространению трещин. Образцы без насечек демонстрируют полное поглощение энергии.
Итак, после того как мы рассмотрели основы, давайте приступим к выбору лучших прочных смол, подобных ABS.
Рейтинг высокопрочных смол
- У российского производителя HARZ Labs есть большой выбор усиленных фотополимеров в ассортименте, к примеру, HARZ Labs Industrial ABS.
Эта смола производится на основе полиуретана и, благодаря своей прочности и высокой ударной вязкости, нацелена именно на промышленное использование. Industrial ABS обладает такими же механическими свойствами как и формованный ABS, соответственно может применяться в производстве функциональных изделий.
Усадка составляет всего 0,5%, что позволяет добиться высокой детализации и точности размеров.
Усадка 0,5 % Прочность на растяжение 96.0 ± 5.0 МПа Относительное удлинение при разрыве 10.2 ± 2.5 % Твердость по Шору 84.0 ± 2.0 D Вязкость 375 ± 125 мПа•с по Брукфилду -
Еще один отечественный производитель Gorky Liquid создал высокопрочную смолу Force.
Это инженерный материал для создания функциональных прототипов или финальных деталей с относительным удлинением при разрыве 19%, что даже больше, чем у смолы HARZ Labs Industrial ABS.
Идеально подойдет для печати долговечных изделий с высокой точностью, а бюджетная цена смолы делает ее еще более доступной и выгодной для производства.
Ударная вязкость 41,30 кДж/м2 (без надреза), 3,88 кДж/м2 (c надрезом) по Шарпи Относительное удлинение при разрыве 19% Модуль упругости 1366 МПа (при изгибе) Твердость по Шору 15:77 (шкала D) Прочность на разрыв 46,80 МПа - Смола Anycubic Flexible Tough - не просто прочная, но еще и обладает повышенной гибкостью, а также высоким сопротивлением к растрескиванию.
Этот фотополимер станет отличным помощником при изготовлении промышленных деталей или ударопрочных изделий, которые планируется подвергать сильным нагрузкам.
Прочность на растяжение 35-45 МПа Относительное удлинение при разрыве 30% - 50% Модуль изгиба 900-1200 МПа Модуль упругости при растяжении 800-1200 МПа Прочность на изгиб 50-60 МПа Ударная прочность по Изоду 50-60 Дж/м Твердость по Шору 76D Плотность 1.10-1.15 г/см3 -
Фотополимерная смола HARZ Labs Industrial Nylon-like была разработана специально для изготовления ударопрочных корпусов, кронштейнов. Является аналогом нейлону, который используется в FDM-печати.
Усадка < 0,5% Удлинение при разрыве 115.0 ± 15.5% Прочность на изгиб 25 ± 6.5 МПа Модуль упругости 280 ± 30 МПа Твердость по Шору 75 ± 5 D Вязкость 850 ± 250 мПа•с по Брукфилду
Выше мы перечислили лишь несколько фотополимерных смол с высокой прочностью и жесткостью, которые подходят для изготовления функциональных изделий или высокопрочных прототипов, на самом деле их гораздо больше, и выбирать необходимо, основываясь на ваших задачах и потребностях. Со всеми фотополимерными смолами, представленными в нашем интернет-магазине, вы можете ознакомиться по ссылке.