Изучение аддитивных инноваций:3D-печать прозрачных деталей из смолы

Ландшафт аддитивного производства постоянно развивается, особенно в области материалов, где поставщики должны совершенствоваться и адаптировать свои результаты для удовлетворения потребностей производителей. Современная технология 3D-печати использует множество дополнительных материалов для создания непрозрачных, похожих на пластик деталей, но когда дело доходит до изготовления прозрачных или полупрозрачных деталей, выбор материалов может быть более сложным.

Нет недостатка в производственных проектах, которым нужна определенная степень прозрачности или полупрозрачности, и которые, следовательно, выиграют от варианта сборки из прозрачной смолы. Световоды, например, находят широкое применение в бытовой электронике, оборудовании для стоматологической хирургии и микрожидкостных устройствах, а также в других отраслях промышленности. Точно так же прозрачная смола для 3D-печати может использоваться для создания множества оптических деталей, включая линзы, осветительные приборы и прозрачные корпуса. Учитывая потенциальные области применения, имеет смысл изучить, как прозрачная смола вписывается в процесс аддитивного производства.

Могу ли я напечатать на 3D-принтере детали из прозрачного пластика?

На рынке аддитивного производства существует мнение, что 3D-печать из прозрачной смолы создает производственные проблемы, которых нет у других материалов, включая более длительное время печати, требования к трудоемким процессам отделки или более низкое качество конечных деталей. Благодаря этим факторам прозрачные смолы стали непомерно дорогими и имеют ограниченный набор применений.

Однако, хотя существуют определенные проблемы аддитивного производства, вполне возможно создавать прозрачные или полупрозрачные пластиковые детали с использованием технологии 3D-печати с той же скоростью, точностью и экономической эффективностью, что и с другими аддитивными материалами. В некоторых случаях прозрачные детали могут потребовать отделки и постобработки для достижения большей четкости, но эти соображения могут быть учтены в процессе проектирования так же, как и при производстве непрозрачных деталей.

Имея это в виду, если вы ищете смолу, отвечающую требованиям чистоты вашего проекта, давайте рассмотрим некоторые из наиболее эффективных материалов и соответствующие процессы аддитивного производства.

Материалы для 3D-печати из прозрачной смолы

IND 405 — Carbon® Digital Light Synthesis (DLS)™

Прозрачная смола, разработанная компанией Carbon® для процесса 3D-печати Digital Light Synthesis (DLS)™, представляет собой однокомпонентную смолу LOCTITE 3D IND 405, что означает, что ее можно печатать быстро и легко. После отверждения детали из IND 405 имеют вид матовой поверхности — после достаточной последующей обработки можно улучшить эту прозрачность.

IND405 был разработан с учетом конкретных отзывов инженеров, которые хотели получить простой в печати материал для 3D-печати, который обладал бы большей прочностью и ударопрочностью, чем его аналоги, но обладал бы повышенной прозрачностью для повышения гибкости конструкции. Имея это в виду, IND405 отличается прочностью и надежностью и может использоваться в устройствах для анализа жидкости, прототипах линз, прозрачных кожухах и корпусах, а также в хирургических шаблонах.

Механические характеристики IND405 включают:

• Предел прочности при разрыве:42 МПа.
• Модуль Юнга:1500 МПа.
• Удлинение при разрыве:120%
• Ударная вязкость — IZOD с надрезом:50 Дж/м
• Температура теплового прогиба при 0,455 МПа:53 °C

CE 221 — Carbon® Digital Light Synthesis (DLS)™

Цианат-эфир (CE 221) — еще одна смола, разработанная компанией Carbon® для процесса аддитивного производства цифрового синтеза света (DLS). По сравнению с нейлоном 6, наполненным стекловолокном на 14%, материал CE 221 известен своей высокой термостойкостью и жесткостью.

Ключевые свойства CE 221 включают стойкость к ультрафиолетовому излучению, биосовместимость и химическую стойкость к бытовым и промышленным химикатам, кислотам, спиртам и основаниям. CE221 — полупрозрачный материал оранжевого цвета.

Механические характеристики CE 221 включают:

• Предел прочности при разрыве:85 МПа.
• Модуль Юнга:3900 МПа
• Удлинение при разрыве:3 %
• Ударная вязкость — IZOD с надрезом:15 Дж/м
• Температура теплового прогиба при 0,455 МПа:230 °C

Прозрачная смола — стереолитография (SLA)

Clear — это смола, разработанная Formlabs для стереолитографической (SLA) 3D-печати, которая позволяет производить детали с использованием процесса фотополимеризации. Прозрачная смола идеально подходит для создания деталей, требующих прозрачности или для демонстрации внутренней функциональности. Она обычно используется для изготовления оптических компонентов и деталей освещения.

Однако для достижения повышенной прозрачности прозрачная смола требует значительной последующей обработки. На практике это означает ручную шлифовку или полировку деталей, нанесение распылением или прозрачного покрытия.

Механические характеристики прозрачной смолы включают:

• Предел прочности при разрыве:65 МПа.
• Модуль Юнга:16 ГПа
• Удлинение при разрыве:6,2 %
• Ударная вязкость — IZOD с надрезом:25 Дж/м
• Температура теплового прогиба при 0,455 МПа/66 фунтов на кв. дюйм:73,1 °C

Высокотемпературная стереолитография (SLA)

High Temp — это смола, разработанная Formlabs для процесса стереолитографии. Прозрачный с легким оранжевым оттенком, он отличается от других прозрачных смол для 3D-печати своей прочностью и термостойкостью:High Temp может выдерживать температуры до 238 °C с минимальной нагрузкой, поэтому рекомендуется для таких применений, как прозрачные корпуса и приспособления или функции потока горячего воздуха, газа и жидкости, где требуется четкость.

Как и прозрачная смола, High Temp требует последующей обработки для повышения ее прозрачности. Его механические характеристики включают:

• Предел прочности при разрыве:58,3 МПа.
• Модуль Юнга:2,6 ГПа
• Удлинение при разрыве:13 %
• Ударная вязкость — IZOD с надрезом:18,2 Дж/м
• Температура теплового прогиба при 0,455 МПа/66 фунтов на кв. дюйм:142 °C

Долговечность — стереолитография (SLA)

Durable — это смола, разработанная Formlabs, чтобы выдерживать удары, износ и экстремальную деформацию до того, как она сломается. Durable идеально подходит для создания инженерных прототипов, а также для деталей, требующих небольшой гибкости или поверхностей с низким коэффициентом трения.

Прочная смола является полупрозрачной с прозрачностью, подобной матовому стеклу, и может быть отшлифована до гладкой поверхности. Механические характеристики прочной смолы включают:

• Предел прочности при разрыве:28 МПа.
• Модуль Юнга:1000 МПа.
• Удлинение при разрыве:55%
• Ударная вязкость — IZOD с надрезом:114 Дж/м
• Температура теплового прогиба при 0,455 МПа/66 фунтов на кв. дюйм:41 °C

Эластичное – стереолитография (SLA)

Эластичная смола Formlabs представляет собой прозрачный эластомерный материал с низкой твердостью, высоким удлинением и высокой отдачей энергии, что означает, что он будет хорошо сгибаться, растягиваться и сжиматься. Эластичный материал – полезная альтернатива силикону. Он особенно подходит для мягких на ощупь деталей, которые должны быть гибкими, прочными и небьющимися.

Эластичная смола обычно используется для изготовления медицинских моделей и прототипов, особенно анатомических моделей для конкретных пациентов. Он также используется для изготовления носимых и потребительских товаров, а также спецэффектов, моделей и реквизита.

Механические характеристики эластичной смолы включают:

• Предел прочности при разрыве:3,23 МПа.
• Модуль Юнга:–
• Удлинение при разрыве:160%
• Ударная вязкость — IZOD Надрез:–
• Температура теплового прогиба при 0,455 МПа/66 фунтов на кв. дюйм:–

Чистые детали:финишная обработка и постобработка

Детали, изготовленные из прозрачной смолы, могут не достичь желаемого уровня оптической прозрачности до тех пор, пока не будет нанесена соответствующая отделка или пока они не пройдут постобработку. Соответствующие варианты отделки и обработки, используемые для достижения прозрачности, предлагают различные преимущества и проблемы.

Имея это в виду, компания Fast Radius разработала ряд методов повышения четкости напечатанных деталей, включая шлифование и нанесение прозрачного покрытия. Мы проводим индивидуальный анализ, чтобы определить, какие методы использовать для конкретной геометрии, и мы будем работать с вами, чтобы помочь вам достичь максимально возможного уровня ясности, который вам нужен для вашей детали.

Если вы хотите узнать больше о возможностях Fast Radius или заинтересованы в использовании прозрачной смолы в своем следующем проекте, свяжитесь с нашей командой сегодня.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату