Печать прозрачными фотополимерами на LCD и DLP принтерах с длинами волн 405 и 385 нм.

Печать прозрачными материалами - одно из больших преимуществ фотополимерной 3д-печати. Но у работы с прозрачными материалами есть свои ограничения, а именно сама прозрачность фотополимера приводит к появлению паразитной засветки вдоль оси Z. Есть несколько факторов, которые усиливают данный эффект, среди них следующие

1. Неравномерная интенсивность света по площади построения на принтере.
2. Маленькая толщина слоя
3. Плохая циркуляция материала в процессе печати
4. Большая толщина детали над зазором

Существует несколько способов борьбы с данными факторами.

Неравномерная засветка принтера.

У масочных фотополимерных принтеров есть недостаток, заключающийся в том, что по площади построения свет распределяется неравномерно. Чаще всего это связанно с источником ультрафиолета и системой проекции принтера. Например, при печати на LCD принтерах, оборудованных одним УФ-светодиодом, неравномерность может достигать 50%. Существенно лучше себя показывает система с массивом диодов, называемая ParaLED, но она не идеальна, так как каждый из диодов может отличаться, в итоге разброс может достигать 20%. Современные системы с засветкой через зеркало обеспечивают разброс в пределах 10%.

Наилучшим решением являются принтеры, на которых используется маска (фактически изображение, на котором отражена неравномерность). Суть данной маски в том, что система проецирования приглушает области с высокой интенсивностью, таким образом выравнивая засветку по минимальной точке.

Отсутствие такой системы приводит к тому, что в некоторых местах фотополимер получает больше ультрафиолета, чем требуется. Так как в смоле нет физических блокираторов, как черного или белого пигмента, часть ультрафиолета проникает на большую глубину, засвечивая материал в зазорах и отверстиях.

Маленькая толщина слоя

В составе фотополимеров есть УФ-блокираторы, которые не пропускают ультрафиолет на большую глубину. Чем меньше толщина слоя, тем больше ультрафиолета будет проходить сквозь слой. При печати слоем 10 микрон паразитная засветка по оси Z будет больше, нежели при печати слоем в 100 микрон.

Плохая циркуляция материала в процессе печати

В процессе печати материал может задерживаться в зазорах, отверстиях и небольших фрагментах деталей. Приводит это к тому, что данный материал постепенно полимеризуется под воздействием ультрафиолета, проходящего через последующие слои.

Тесты слева с глухим отверстием, тест справа со сквозным отверстием. На тесте со сквозным отверстием циркуляция материала лучше, паразитная засветка меньше.

Система дренажных каналов для печати отверстий под углом к платформе принтера

Большая толщина детали над зазором

В случае если необходимо распечатать отверстие под углом к платформе, требуется учитывать объем материала, который будет засвечиваться над ним. Чем больше будет объем материала, тем больше света получит фотополимер, находящийся в зазоре. Усугубляет эту ситуацию плохая циркуляция смолы.

Также одним из решений является использования компенсаций. В таком случае програмно убирается часть вокселей в той области, где возможна празитная засветка. Таким образом можно получить приблизительно ту геометрию, которая требуется. При этом компенсация не учитывает циркуляцию смолы, а значит работает не всегда корректно.

Тест с разной величиной стенки над зазором, вид сверху. По мере увеличения тощины над зазором увеличивается и паразитная засветка. Над левым зазором толщина стенки 0,6 мм, шаг увеличения 0,2 мм.

Автор статьи: Павел Алексеевич Курдюмов