Фотополимерные 3D-принтеры получили безумную популярность из-за поразительной детализации готовых моделей. А разнообразие материалов позволяет изготавливать не только художественные модели, но и печатать функциональные прототипы или запчасти для ремонта.
Фигурка дракона, изготовленная на фотополимерном принтере
Такого качества сложно добиться используя 3D-принтеры, работающие по технологии FDM. Но несмотря на кажущуюся простоту работы, есть некоторые нюансы обработки после печати, которые стоит учитывать.
Фотополимер и особенности печати
Для начала стоит понять, как работает фотополимерный принтер.
Существует несколько технологий, по которым могут работать фотополимерные принтеры - DLP, LCD и SLA. Независимо от технологии, в качестве материала используется специальная смола, которая застывает при воздействии определенного спектра УФ-излучения.
Отличия между технологиями только в источнике излучения:
- SLA - в качестве УФ-источника используется тонкий луч, который фокусируется в нужной точке при помощи зеркал. Луч постепенно рисует каждый слой модели. Эта технология считается самой точной, но самой медленной и дорогой в использовании.
- DLP - в качестве источника УФ-излучения используется проектор. Основное преимущество проектора - это быстрая печать, так как весь слой засвечивается сразу.
- LCD - самая популярная и доступная технология. Современные LCD-принтеры уже не уступают в качестве и скорости печати DLP-принтерам.
Независимо от технологии в итоге получаются потрясающе детализированные модели.
Тестовая модель, изготовленная на фотополимерном принтере Phrozen
Постобработка
Но после печати процесс изготовления еще не завершен. Требуется несколько этапов постобработки.
Промывание деталей
После печати на модели остается слой жидкой смолы, а если фигурка полая, то еще и на внутренних стенках. Даже если оставить изделие на рабочем столе незастывший фотополимер не стечёт с модели полностью, поэтому ее необходимо промыть.
Хорошо отмыть модель обычным мылом и водопроводной водой вряд ли получится. С отмыванием лишнего полимера хорошо справляется изопропиловый спирт.
Некоторые виды фотополимерных смол все же можно отмыть обыкновенной водой с мылом. Такие смолы обычно называют водосмываемые или Water Washable. Они хорошо подойдут для печати художественных моделей и могут стать прекрасным решением для тех, кто не хочет возится со спиртом.
Например смолы линейки Esun Water Washable Resin.
Или смолы линейки Phrozen Water Washable Model.
Такие смолы обычно практически не пахнут, что может стать огромным преимуществом, если принтер будет стоять дома, а не в мастерской.
Есть 3 способа промывания моделей - вручную, при помощи УЗ-мойки или специальных моек.
1. Для промывки вручную в емкость наливают изопропиловый спирт и, держа модель пинцетом, полощут ее, пока все излишки полимера не смоются. Для труднодоступных мест можно использовать мягкую кисть или зубную щетку.
Ручная мойка напечатанных изделий
Для чистки вручную лучше подготовить сразу две емкости: для первоначальной промывки, в которой будет смываться большая часть полимера с модели, и вторая для “чистовой” промывки спиртом.
2. В УЗ-ванну наливают изопропиловый спирт, помещают туда модель и включают мойку.
Промывание напечатанных моделей
Если модель со сложной поверхностью, то УЗ-ванна справится с очищением модели гораздо быстрее и качественнее. Есть разные размеры подобных устройств. Например, такая небольшая ультразвуковая ванна Granbo GS0102 имеет объем 2 литра и хорошо подойдет для очистки не крупных изделий.
А вот такую модель объемом 30 литров можно использовать для одновременной промывки сразу нескольких моделей.
Ультразвуковая ванна Granbo GS1030
При промывании модели главное не передержать ее в спирте, иначе она может стать хрупкой или потрескаться. Некоторые производители указывают максимально допустимое время промывания изделия, чтобы фотополимер не изменил физико-механические свойства.
3. Автоматические мойки которые перемешивают спирт во время промывания моделей. Они не так эффективны как УЗ-мойки, но хорошо справляются с промывкой несложных моделей.
Например вот такая мойка с функцией дозасветки от фирмы Anycubic - Wash & Cure Plus.
Станция для промывки и дозасвечивания Anycubic Wash & Cure Plus
Такая малышка способна упростить и ускорить постобработку изделия напечатанного на фотополимерном принтере.
Если в модели есть внутренние полости или она полая, можно набрать немного изопропилового спирта в шприц и отдельно промыть полости.
Изделие с внутренними полостями, изготовленное на 3D-принтере
При печати полых моделей желательно добавить несколько отверстий, через которые можно будет промыть ее внутри. Так как оставшийся в полости полимер может со временем привести к дефектам на поверхности готовой модели, но все, конечно, зависит от состава смолы.
После промывания необходимо хорошо просушить модель. Для этого можно “сдуть” остатки спирта при помощи сжатого воздуха или промокнуть их салфеткой.
Дополнительная засветка
После удаления излишек смолы модель может быть немного мягкой так как фотополимер еще не достиг своих максимальных значений по прочности и твердости.
Для завершения полимеризации смолы необходимо ее дозасветить. Можно конечно выставить готовое изделие на улице и ждать солнечной погоды, но гораздо эффективнее использовать УФ-лампы или специальные УФ-камеры.
На заре доступной фотополимерной печати мейкеры придумывали и изготавливали множество различных боксов для засветки готовых моделей или пытались использовать готовые решения из других отраслей. Например УФ-лампы, которые применяют мастера маникюра.
Существуют специальные УФ-камеры для дозасвечивания моделей. Это профессиональное решение которое позволяет быстро и качественно засветить изделие со всех сторон.
Дозасветка в специальном УФ-боксе
В таких камерах установлены мощные УФ-лампы, а для равномерной засветки внутри бокс имеет зеркальную поверхность или поворотный стол.
Например УФ-камера Wanhao Boxman-1.
Wanhao Boxman-1
Размеры внутреннего пространства составляют 32×20×20 см, а значит можно одновременно засвечивать много моделей за раз.
Не стоит оставлять изделие засвечиваться надолго, так как, к примеру, светлые или прозрачные фотополимеры могут пожелтеть от слишком длительной засветки. Некоторые производители указывают диапазон времени засветки, чтобы фотополимер не изменил свои свойства (цвет, жесткость и т.д).
Существуют готовые решения 2 в 1 которые могут промыть изделие и дозасветить его. Например Creality UW-01.
Creality UW-01
Или вот такой комплект от фирмы Phrozen состоящий из станции для промывки и дозасветки.
Комплект Phrozen Wash & Cure Kit для очистки и дополнительного отверждения моделей
Такие устройства, помимо прочего, способны сэкономить место и стоят значительно дешевле, чем покупка двух разных устройств для очистки и засветки. Такие модели станут хорошим выбором особенно для домашнего применения.
Удаление поддержек
Удалить поддержки можно до или после дозасветки модели. Поддержки удобно отделять при помощи небольших кусачек или, если они достаточно тонкие, просто срезать скальпелем.
Удаление поддержек кусачками
Не стоит просто отрывать поддержку от модели, потому что тогда на поверхности может остаться много дефектов, которые увеличат время финальной постобработки.
Если поддержки нужно убирать “в промышленных” масштабах можно обзавестись вот таким ультразвуковым резаком, созданным специально для эффективного срезания поддержек.
Ультразвуковой резак Phrozen Sonic Saber
Таким резаком поддержки удаляются быстрее и аккуратнее, а значит понадобится гораздо меньше времени на финальную обработку поверхности.
Финишная обработка
После всех этапов наступает финишная обработка модели.
Если модель сборная, то зачастую удобнее сначала убрать все недостатки на поверхности, покрасить и только потом склеить все части. Если склеить сразу, то до некоторых мест может быть сложно добраться шкуркой или кисточкой.
Несмотря на то, что после фотополимерной печати модель получается с визуально идеальной поверхностью, иногда все же требуется постобработка. Например, после неудачного удаления поддержек могут появится ямки или выступы, или если модель была неверно расположена на платформе, а разрешение печати принтера не очень большое и на некоторых поверхностях видна “лесенка” из слоев.
Ручная обработка напечатанной модели при помощи наждачки
Если на модели обнаружились небольшие ямки, например, после удаления поддержек их можно заполнить шпатлевкой или капнуть туда капельку фотополимера и засветить его при помощи УФ-лампы или фонарика, которым пользуются мастера маникюра.
Или обзавестись вот такой УФ-ручкой, которая гораздо мощнее и создана специально для точечной засветки моделей напечатанных из фотополимерной смолы.
УФ-ручка Phrozen Cure Beam
При помощи такой ручки можно не только точечно дозасветить модель, но и склеить ее используя смолу. Подобный шов при необходимости гораздо проще сгладить, чем если склеивать детали модели обычным клеем.
После такого “ремонта” необходимо будет сгладить поверхность. Это можно сделать вручную при помощи мелкой наждачной бумаги, но на небольших моделях это не всегда удобно. На помощь может прийти бормашина или гравер со специальными насадками.
Жесткость маникюрных фрез
Для обработки небольших моделей нужны насадки с мелким абразивом, чтобы не оставалось царапин. Такие насадки можно приобрести в магазинах для ювелиров, мастеров маникюра или стоматологов.
После устранения всех недостатков при необходимости изделие можно загрунтовать любым доступным грунтом и раскрасить.
Окрашивание модели
Если все сделать правильно, в итоге получится миниатюрное изделие с поразительной детализацией.
Готовые модели жуков
Итоги
Современные фотополимерные принтеры, особенно с высоким разрешением матрицы 8К и выше, например Phrozen Sonic Mighty 8K, способны печатать с потрясающей детализацией поверхности, которая не уступает литью.
Но чтобы напечатанная шестеренка не сломалась и не стала хрупкой, в процессе эксплуатации, а красивая фигурка не пожелтела стоя на полке, стоит ответственно относится к процессам постобработки изделий изготовленных из фотополимерной смолы. Поэтому дополнительная очистка и засветка рекомендуются для любой фотополимерной модели. Все остальные способы постобработки, описанные в нашей статье зависят от того, что вы печатаете и для каких целей планируете использовать созданные изделия.