DLP: żywica standard czy wzmocniona?

Zacznijmy od początku

Najbardziej popularną technologią druku przestrzennego jest niewątpliwie FDM (fused deposition modeling). Metoda ta polega na wytłaczaniu przetopionego filamentu warstwa po warstwie w celu utworzenia kompletnych modeli. Czym zatem wyróżnia się drukowanie przy użyciu żywic? Otóż zasada działania, a tak naprawdę nakładania się na siebie warstw oraz ich utwardzania, w druku metodą DLP jest zupełnie inna. Digital light processing – DLP, polega na utwardzaniu materiałów światłoczułych (fotopolimerów) za pomocą światła projektora. W bardzo podobnej technice, jaką jest SLA (Stereolitografia), materiały są utwardzane za pomocą plamki lasera. Różnica polega na tym, że SLA utwardza ​​żywicę jeden punkt na raz, podczas gdy DLP utwardza ​​żywicę w całej warstwie jednocześnie, co znacznie przyspiesza proces druku. W ten sposób DLP tworzy modele, łącząc ze sobą kolejne warstwy. W tej technologii mamy do czynienia z innym materiałem, niż w przypadku FDM – z żywicami.

Zdjęcie 1. Model okularów w programie FlashDLPrint

Druk z żywic

Materiał wykorzystywany w druku 3D metodą DLP to żywice na bazie akrylu z dodatkiem fotoinicjatora. Jest to zupełnie inna grupa polimerów niż termoplasty stosowane w FDM takie jak polilaktyd. Większość posiadaczy drukarek 3D wykorzystuje filamenty dostępne w postaci szpul, które montuje się w maszynie lub w jej obrębie. W przypadku żywic, materiał eksploatacyjny występuje w postaci płynnej, którą dostarczamy maszynie wlewając go do pojemnika. Same żywice jednak dzielą się na standardowe i te do zastosowań specjalnych – do odlewów traconych (symulujące wosk) lub wzmacniane o lepszych parametrach wytrzymałościowych. Użycie tych ostatnich wiąże się z odmiennymi parametrami i wymogami samego druku.

Okulary wydrukowane w technologii DLP
Zdjęcie 2. Okulary wydrukowane w technologii DLP

Ale jak to działa? Otóż druk za pomocą tego materiału polega na wlaniu do pojemnika żywicy światłoutwardzalnej oraz zanurzeniu w niej stołu roboczego. Stół zazwyczaj jest oddalony od przezroczystego dna pojemnika, przez które przenika światło projektora utwardzające materiał, o wysokość warstwy określonej przez użytkownika (najczęściej o: 0,025 mm lub 0,05 mm lub 0,1 mm) . Następnie materiał jest selektywnie naświetlany na kilka sposobów i przechodzi proces fotopolimeryzacji (przekształcając się w strukturę stałą). Po naświetleniu całej warstwy, stół roboczy podnosi się o wysokość warstwy a cały proces jest powtarzany do uzyskania pełnego wydruku.

Metodą DLP uzyskamy części, które są bardziej delikatne, niż te stworzone za pomocą druku FDM/FFF. Jednak jest to bardzo zależne od tego jaki materiał zostanie zastosowany. Do drukarek DLP jest bardziej ograniczony wybór materiałów. Dość często nie można ich wymieniać między drukarkami różnych producentów. Wybór kolorów jest również ograniczony. Jednak na rynku są dostępne trwałe i wyspecjalizowane materiały takie, jak żywice dentystyczne, odlewnicze czy elastyczne do zastosowań przemysłowych. Spoglądając bliżej na specyfikację wybranych materiałów, możemy wyróżnić:

  • FH1100 – żywica standardowa (dostępna w kolorze szarym)
  • FHD 1400 – żywica o zwiększonej wytrzymałości, przeznaczona do wykonywania koncepcyjnych modeli dentystycznych i prototypów (dostępna w kolorze żółtym).

Drukowanie w DLP

Materiał już znamy, wiemy też czym się charakteryzuje. Czas zdecydować się z jakiej maszyny skorzystamy. Drukarka idealna do tego typu zastosowań znajduje się w ofercie firmy Flashforge. Drukarka 3D Hunter pozwala na tworzenie bardzo dokładnych i wytrzymałych modeli. Jej podstawowe zalety to zastosowanie specjalnego projektora opracowanego przez producenta, zapewniającego trwałą i stabilną intensywność LED. Umożliwia to dokładniejsze drukowanie małych szczegółów i lepszą stabilność wydruku. Hunter posiada wysokiej jakości układ mechaniczny osi Z, który zapewnia gładkie prowadzenie platformy z dokładnością do pojedynczych mikrometrów. Posiada tryb podpór dedykowany specjalnie do druku biżuterii oraz wydruku małych elementów.

Zdjęcie 4. Technolog przy drukarce 3D Flashforge Hunter

Zastosowanie

Druk z użyciem żywic swoje zastosowanie znajduje nie tylko w przemyśle czy wytwórstwie użytkowym, jak np. figurki do gier planszowych. Ze względu na wybór materiałów o różnych parametrach, jesteśmy w stanie wykorzystywać druk z żywic do zastosowań bardziej skomplikowanych. W ten sposób żywica FHD 1400 pozwala drukować modele dentystyczne. Na takich modelach możemy wykonać prace stałe typu korony, inlay, onlay, licówki oraz prace oparte na implantach dentystycznych.

Najtwardsze żywice dostępne na rynku to materiały do prac tymczasowych dla pacjentów oraz do przygotowywania szablonów chirurgicznych takich jak szyny wykorzystywane jako mocowania protez.  Do wykonania takich szyn konieczne jest określenie dokładnej pozycji zamków ortodontycznych, które za pomocą modeli wydrukowanych w 3D przenoszone zostają do ust pacjenta już jako właściwy element.

Zdjęcie 5. Wydruki dentystyczne w technologii DLP

Jaką żywicę wybrać?

Żywica FH1100 jest to żywica szara, standardowa, za pomocą której użytkownik może wykonać wszelkiego rodzaju modele prototypowe. Z kolei żywice FHD 1400 odznaczają się wysoką dokładnością oraz gładką powierzchnią i służą do wytwarzania modeli dentystycznych przeznaczonych do wykonywania prac stałych typu korony, mosty, licówki oraz do nakładów dla pacjentów, ale także odlewów.

Podstawowym pytaniem, które powinniśmy sobie zadać przy wyborze materiału, jest pytanie o docelowe zastosowanie drukowanego elementu. Jeśli chcemy wykorzystywać nasz materiał w seriach prototypowych to idealnym rozwiązaniem będzie wybór żywicy FH1100. Natomiast jeśli potrzebujemy wytworzyć konkretny produkt o wysokiej odporności na temperaturę oraz ścieranie, charakteryzujący się gładkością wykończenia, najlepiej wybrać żywicę FHD 1400. Sprawdzi się ona idealnie zarówno do produkcji elementów w dentystyce, ale także przemyśle. Niezależnie od wyboru materiału, kluczowy jest wybór maszyny do druku w technologii DLP, która zapewni nam najwięcej możliwości dostosowania parametrów i wysoką jakość wykonania. Jedną z takich drukarek jest Flashforge Hunter. Więcej informacji na jej temat znajdziesz poniżej:

Drukarka 3D Sygnis FlashForge Hunter