Гид по смолам для 3D печати
В этой статье собрали для вас все самое важное, что нужно знать о фотополимерных смолах, их разновидностях и особенностях.
Содержание:
- Базовые смолы
- Инженерные фотополимеры
- Выжигаемые смолы
- Стоматологические фотополимеры
- Изготовление стоматологических моделей
- 3D печать хирургических шаблонов
- Изготовление слепочных ложек
- Имитация разных тканей
- 3D печать элайнеров и капп
- Итог
Фотополимер представляет собой тип жидкого пластика, который затвердевает под воздействием ультрафиолетового света. Существуют различные технологии 3D печати, в которых используется фотополимерная смола. Это не только DLP, LCD и SLA оборудование, но также промышленные технологии струйной печати PolyJet.
Смолы являются отличным материалом для печати моделей с высокой степенью детализации, а также для профессионального использования в разных областях. Смолы инженерного класса достаточно прочны, чтобы их можно было обрабатывать после отверждения, и используются для всего: от автомобильных деталей до зубных протезов. Высокотемпературные смолы являются экономически эффективным средством изготовления литьевых форм для мелкосерийного производства.
В отличие от пластиковых нитей, смолы не имеют конкретного названия по химическому составу, и большинство смол представляют собой запатентованные смеси с общими названиями, например, стандартные или прочные. Смолы широко используются в стоматологической промышленности и часто обозначаются названием, указывающим предполагаемое использование, например, «хирургическая смола».
Базовые смолы
Если вы используете настольный принтер SLA, DLP или MSLA, вам конечно же понадобится материал для печати. Смола может обладать самыми разными свойствами, но если для модели нет строгих требований к прочности, жесткости и долговечности, то для работы подойдет одна из базовых смол.
Базовые полимеры идеально подходят для создания концептуальных моделей, функциональных моделей, прототипов, миниатюр и игровых фигурок.
Стандартные смолы бывают разных цветов и, как и все другие смолы, могут источать довольно сильный запах при печати, поэтому обязательно использовать такие смолы в хорошо проветриваемых помещениях.
Как мы уже говорили, производители не всегда называют свои фотополимеры одинаково, поскольку каждый состав разрабатывается и патентуется независимо. Мы предлагаем познакомиться с некоторыми видами базовых смол разных производителей.
Elegoo Standard Resin V2.0
Фотополимер Elegoo - это универсальный материал для печати моделей и фигурок. Формула этого материала была переработана производителем не один раз, чтобы обеспечить высокое качество печати. Стандартный фотополимер подходит для использования практически на всех домашних настольных 3D принтерах, а также может использоваться в профессиональной среде для печати прототипов.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: 385~410 нм
Твердость по Шору: 80 - 86 D
Запах: слабый
Вязкость: 150-200 мПа
Удлинение при разрыве: 14.2%
Плотность: 1.100 г/см³
Прочность на растяжение: 36-53 мПа
Усадка : 7.1%
HARZ Labs Basic Resin
Фотополимерная смола российского производства обладает отличным составом и высокой текучестью, что позволяет получить качественный результат практически на любом оборудовании. Смола практически не имеет запаха при печати, что делает возможным ее использование в помещениях с естественной вентиляцией - дома, в офисе, в учебных заведениях.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Твердость по Шору: D 80 - 85
Запах: Без запаха
Вязкость: 0.6 - 0.8 мПа
Удлинение при разрыве: 6 - 7%
Прочность на растяжение: 20 Н/мм2
Усадка : < 2.5%
Gorky Liquid Simple Resin
Еще одна стандартная смола российского производителя Gorky Liquid Simple Resin подходит для широкого спектра применений - от DIY проектов до 3D печати прототипов. Фотополимер подходит для большинства настольных 3D принтеров со спектром засветки 405-410 нм.
Готовые изделия из полимера обладают достаточной прочностью и умеренной эластичностью, но при сильном механическом воздействии могут сломаться.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: до 410 нм
Твердость по Шору: D 50
Запах: Отсутствует
Вязкость: более 5 кДж/м2
Плотность: 31090 - 1130 20°С, кг/м
Усадка : 0.7%
Anycubic High Clear Resin
Прозрачность — это одно из особых свойств фотополимера, которого не так просто добиться производителям. Хотя на рынок выходит все больше и больше смол, которые обещают прозрачность, реальность заключается в том, что для достижения действительно высокой степени прозрачности как у стекла, требуются дальнейшие этапы обработки, такие как нанесение прозрачного покрытия, мокрая и сухая шлифовка, полировка.
Результат печати зависит от многих факторов, в том числе от геометрии модели, но с Anycubic High Clear Resin можно достичь хороших результатов. Прозрачная смола популярна при прототипировании и изготовлении моделей в разных отраслях, но особенно часто используется в медицинских целях для производства медицинских моделей.
Характеристики:
Технология засветки принтера: SLA
Спектр засветки: 365 - 405 нм
Твердость по Шору: 78 D
Вязкость: 266 МПа*с
Удлинение при разрыве: 14.6%
Плотность: 1.05 - 1.25 г/см3
Прочность на растяжение: 28.1 МПа
Усадка : 3.72 - 4.24%
Elegoo Water Washable Resin 8K
Водосмываемые смолы решают сразу несколько проблем использования смол - наличие неприятного запаха и использование химических составов для промывки готовых изделий. Все это благодаря тому, что Water Washable Resin промываются обычной водой.
Это более безопасная альтернатива стандартным смолам, которую можно использовать новичкам. Не стоит ждать от готовых изделий отличных механических свойств - напечатанные модели подходят для визуализации ваших проектов. Именно поэтому водосмываемые смолы идеально подходит для образовательных учреждений, офисов и домашнего использования.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: 405 нм
Твердость по Шору: 83 - 88D
Запах: слабый
Вязкость: 250 - 400 МПа
Плотность: 1.05 - 1.25
Прочность на растяжение: 41.06 - 50.18 МПа
Gorky Liquid Reactive Resin
Gorky Liquid Reactive Resin относится к семейству, которое также называется Rapid Resin. Это быстротвердеющие смолы, с коротким временем полимеризации. Сокращенные сроки предотвращают усадку и деформацию деталей, еще мягких после печати и промывки.
Используйте эту смолу, если необходима точность, например, при изготовлении инструментов, и если требуется быстро напечатать ту или иную деталь.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: до 410 нм
Твердость по Шору: D 78
Запах: Слабый
Вязкость: 345 мПа*с при 23 °С
Плотность: 31090-1130 кг/м при 20°С
Усадка: 0.9%
Инженерные фотополимеры
Задачи 3D печати фотополимером не ограничиваются созданием моделей, прототипов и фигурок. Для более серьёзных проектов требуются материалы с особыми физико-химическими свойствами. Прочность, ударостойкость, эластичность и другие характеристики позволяют расширить область применения напечатанных деталей и использовать их не только в качестве декоративных изделий, но и как функциональные детали.
Производители решают эту задачу по-разному, создавая фотополимерные смолы для инженерного применения. Такие материалы имитируют разные виды термопластов и приближаются к ним по своим свойствам.
HARZ Labs Industrial Nylon-like
Материал HARZ Labs Industrial Nylon-like по своим характеристикам схож с PA6 и имеет все свойства нейлона - высокой прочностью, термостойкостью, эластичностью и устойчивостью к большинству видов реагентов.
Фотополимер подходит для производства функциональных изделий: шестерней, корпусов, креплений и других деталей, подвергающихся постоянной механической нагрузке.
Характеристики:
Вид фотополимера: Инженерный
Твердость по Шору: 75D
Удлинение при разрыве: 115.0 ± 15.5%
Прочность на растяжение: 25 ± 6.5 Мпа
Anycubic ABS-Like Resin Pro
Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) — это пластик, обычно используемый для производства игрушек, средств индивидуальной защиты, а также для других изделий, которые будут подвергаться нагрузкам. ABS-like смолы не являются жидкой формой ABS, а имитируют его превосходные физические и механические свойства.
Прочная смола идеально подходит для концептуальных моделей, функциональных деталей и прототипов.
Характеристики:
Технология засветки принтера: SLA
Спектр засветки: 365 - 405 нм
Твердость по Шору: 86 - 88 D
Вязкость: 400 - 500 МПа*с
Удлинение при разрыве: 20 - 30%
Плотность: 1.05 - 1.25 г/см3
Прочность на растяжение: 45 - 70 Мпа
Усадка: 3.4 - 4.0%
HARZ Labs Industrial PP-like Resin
Материал HARZ Labs Industrial PP-like по своим свойствам схож с литьевым полипропиленом и позволяет изготавливать прочные функциональные детали. Высокая ударная вязкость и большое удлинение на разрыв обеспечивают готовым деталям стойкость к разным видам деформации.
Фотополимер черного цвета идеально подойдет для печати прототипов, а также функциональных изделий: корпусов, кронштейнов, адаптеров и других.
Характеристики:
Технология засветки принтера: SLA
Твердость по Шору: D 73
Запах: Без запаха
Вязкость: 0.6 - 0.8 мПа
Удлинение при разрыве: 6 - 7%
Прочность на растяжение: 20 Н/мм2
Усадка: <0.5%
HARZ Labs Industrial Flex
Иногда нужно, чтобы детали имели определенную степень гибкости и эластичности. В FDM принтерах используется термопластичный полиуретан (TPU), резиноподобный материал, из которого изготавливаются, например, водонепроницаемые чехлы мобильных телефонов.
Но если вы ищете смолу, подобную TPU, она часто идет под названием «Flex» и может аналогичным образом использоваться для предметов, где требуется высокая эластичность и поглощение вибрации.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Твердость по Шору: D 63
Запах: С запахом
Вязкость: 0.5 - 0.8 Pa*s
Удлинение при разрыве: 103%
Прочность на растяжение: 13 Н/мм2
Усадка: 0.5%
HARZ Labs Industrial Rigid Black Resin
Когда дело касается печати функциональных прототипов и конечных изделий, выбор фотополимера для печати очень важен. Смола Rigid после полимеризации устойчива к воздействию разных химических веществ, а также обладает высокой прочностью и устойчивостью к механическим воздействиям.
Смола Rigid подходит для печати жестких корпусов, адаптеров, штуцеров, переходников и других деталей со сложной геометрией.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Твердость по Шору: D 86 ± 3
Запах: Слабовыраженный
Вязкость: 700 ± 250 МПа*с
Удлинение при разрыве: 17 ± 3 %
Прочность на растяжение: 75 ± 5 МПа
Выжигаемые смолы
Основным преимуществом 3D печати является простота и скорость прототипирования, а использование фотополимера для метода литья по выплавляемым моделям является ярким примером этого. Напечатанная 3D модель заключается в гипсовую массу, которая затвердевает, а затем нагревается. При нагревании напечатанная модель тает, оставляя форму, которая затем заполняется жидким металлом или другим материалом.
Одно напечатанное на 3D принтере изделие из этой литой смолы может стать основой для десятков изделий из золота, серебра или других металлов. Выжигаемые смолы позволяют создавать высокодетализированные мастер-модели.
HARZ Labs Jewelry J-Cast
Смола российского производителя несмотря на свое название может применяться как в ювелирном деле, так и в стоматологии. Изделия из полимера имеют более низкую температуру выжигания по сравнению с другими материалами, что позволяет расширить возможности производства.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: 405 нм
Запах: слабовыраженный запах
Вязкость: 80 мПа/с
Зольность: <0.1%
Усадка: <1%
Gorky Liquid Castable LCD
Еще один российский производитель предлагает выжигаемую смолу для широкого спектра применений - создания промышленных изделий, ювелирных украшений и аксессуаров, а также для художественного литья.
Полимер имеет низкую вязкость, что позволяет создавать высоко детализированные модели.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: до 405 нм
Твердость по Шору: D 72
Запах: Средний
Вязкость: 10 мПа*с при 23 °С
Плотность: 31165 кг/м
Усадка: 0.7%
Стоматологические фотополимеры
Медицинским и стоматологическим специалистам требуются специальные смолы, одобренные для контакта с пациентами: для быстрой примерки зубов, для постоянных имплантатов или для таких продуктов, как слуховые аппараты или ортопедические брекеты. Вот почему рынок биосовместимых смол огромен и в основном представлен производителями материалов, которые не производят другие типы смол.
Если у вас есть фотополимерный 3D принтер, который разработан специально для стоматологов, к нему будет прилагаться список совместимых смол, предназначенных для стоматологии. Но сегодня практически все производители позволяют использовать смолы сторонних брендов.
Следует иметь в виду, что правила биосовместимости различаются в зависимости от страны использования. Если вы планируете использовать 3D печать для производства и вывода на рынок медицинского устройства, например ортопедического корсета или медицинской модели, необходимо ознакомиться с местными правилами к материалам для производства.
С развитием цифровой стоматологии каждое направление лечения, диагностики и протезирования зубов может использовать 3D сканирование и 3D печать для решения конкретных задач. Многообразие врачебных процедур требует разных типов материалов для производства разных видов стоматологических изделий. Фотополимеры для стоматологии чаще всего имеют в названии наименование процедуры или медицинского изделия, для которого они предназначены. Ниже мы предлагаем ознакомиться с основными типами материалов. доступных на рынке.
Изготовление стоматологических моделей
Сложный этап производства моделей челюсти с помощью слепков стал неактуален в цифровой стоматологии. Задача изготовления моделей решается с помощью 3D сканирования и 3D печати всей челюсти или отдельных ее элементов. Для этих задач производители предлагают фотополимеры Dental Model, которые отлично справляются с задачей.
Gorky Liquid Dental Model LCD
Фотополимер предназначен для создания моделей челюсти и может использоваться в ортодонтическом лечении. Производитель предлагает 2 цвета на выбор для обеспечения качественной визуализации всех анатомических особенностей ротовой полости пациента.
Готовые изделия обладают высокой прочностью и могут обрабатываться в автоклаве при температуре до 130°С.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: 405 нм
Твердость по Шору: D/15:75
Запах: Отсутствует
Вязкость: 583 мПа*с
Удлинение при разрыве: 11.5 %
Плотность: 1089 кг/м3
Прочность на растяжение: 24.65 МПа
Усадка: 0.7%
HARZ Labs Dental Model Light Grey
Полимер HARZ Labs Dental Model представлен в линейке производителя не только светло-серым цветом, но и бежевым оттенком. Смола подходит для печати моделей челюсти и имеет стойкость к различным температурным воздействиям. Благодаря этим свойствам готовые изделия из фотополимера можно использовать для термоформования элайнеров.
Материал соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 10993.
Характеристики:
Удлинение при разрыве: 8.0 ± 1.0 %
Твердость по Шору D: 86 ± 2
Запах: Слабовыражен
Усадка: <0.3%
Прочность на изгиб: 100 ± 10 МПа
Вязкость по Брукфилду: 900 ± 200 мПа·с
3D печать хирургических шаблонов
Цифровая стоматология открывает новые возможности не только для лечения, но и для планирования хирургических вмешательств. Комбинация 3D сканера и 3D принтера позволяет создавать индивидуальные хирургические шаблоны для каждого пациента. Прозрачный материал, из которого они изготавливаются, обеспечивает полную видимость операционной зоны и в то же время задает точное направление для разных хирургических инструментов.
HARZ Labs Dental Yellow Clear PRO
Сертифицированный материал HARZ Labs Dental Yellow Clear PRO при полимеризации имеет высокую степень жесткости, устойчивость к разным химическим веществам и температурную стойкость. Изделия из этого фотополимера можно стерилизовать с помощью некоторых растворов (хлоргексидин, бетадин, октенисепт), а также подвергать автоклавированию в разных режимах длительностью до 30 минут.
Смола имеет регистрационное удостоверение РЗН 2020/12007.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Твердость по Шору: D 90 - 92
Запах: Без запаха
Вязкость: 1 - 1.2 мПа
Удлинение при разрыве: 4 - 6%
Прочность на растяжение: 60 Н/мм2
Усадка: <0.5%
Gorky Liquid Dental Surgical LCD
В линейке стоматологических фотополимеров Gorky Liquid также представлен фотополимер для печати хирургических шаблонов. Материал обладает высокой текучестью и позволяет за короткий срок создать необходимое изделие.
Изделия из Gorky Liquid Dental Surgical LCD обладают высокой устойчивостью к механическим воздействиям, имеют высокую прочность на изгиб и сжатие. Напечатанные модели можно помещать в автоклав на время до 30 минут при температуре до 130°С. При этом изделия не теряют своих физических свойств - не трескаются и не становятся хрупкими.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: 405 нм
Твердость по Шору: D/15:75
Запах: Отсутствует
Вязкость: 583 мПа*с
Удлинение при разрыве: 11.5 %
Плотность: 1089 кг/м3
Прочность на растяжение: 24.65 МПа
Усадка: 0.7%
Изготовление слепочных ложек
Изготовление протезов требует использования индивидуальных слепочных ложек. Это изделие позволяет сделать функциональный оттиск челюсти, на основании которого впоследствии будут изготавливаться протезы. Собственное производство слепочных ложек позволяет сократить расходы стоматологической лаборатории, а также решить проблему производства ложек нестандартного размера или формы.
Для этой задачи производители предлагают использовать отдельные виды полимеров.
Gorky Liquid Dental Tray LCD
Фотополимер российского производства Gorky Liquid Dental Tray LCD создан специально для 3D печати слепочных ложек в стоматологии. Короткое время полимеризации позволяет выполнить задачу быстро.
Готовые изделия обладают высокой прочностью и устойчивы к автоклавированию при температуре до 130°С.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: 405 нм
Твердость по Шору: D/15:75
Запах: Отсутствует
Вязкость: 583 мПа*с
Удлинение при разрыве: 11.5 %
Плотность: 1089 кг/м3
Прочность на растяжение: 24.65 МПа
Усадка: 0.7%
HARZ Labs Dental Tray
Фотополимер HARZ Labs Dental Tray используется для производства слепочных ложек. Свойства и характеристики готовых изделий могут сохраняться в течение длительного времени - ложки можно использовать через большой промежуток времени после печати - они не набухают и не деформируются.
Готовые ложки не чувствительны к воздействию биологических жидкостей, что обеспечивает высокую точность снятия слепков. Гипоаллергенная смола не вызывает аллергических реакций у пациентов.
Характеристики:
Удлинение при разрыве: 6 ± 3%
Твердость по Шору: D85.0 ± 5.0
Запах: Слабовыраженный
Усадка: <0.5%
Прочность на изгиб: 100.0 ± 20.0 МПа
Вязкость по Брукфилду: 600 ± 200 мПа·с
Имитация разных тканей
Имитация разных тканей необходима не только для создания реалистичных моделей челюсти, но также для производства стоматологических протезов и коронок. Современные материалы позволяют максимально реалистично имитировать натуральные ткани десен и зубов.
HARZ Labs Dental Sand PRO
Композитный. устойчивый к истиранию материал HARZ Labs Dental Sand PRO предназначен для производства временных коронок и мостов. Наполнение из микрокерамики обеспечивает высокую устойчивость к механическим нагрузкам.
Фотополимер является биосовместимым и соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 10993.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Твердость по Шору: D 75
Запах: Слабовыраженный запах
Вязкость: 1.1 - 1.5 Pa*s
Удлинение при разрыве: 2 - 4%
Прочность на растяжение: 30 MPa
Усадка: <1%
HARZ Labs Dental Denture Base
Биосовместимый фотополимер HARZ Labs Dental Denture Base позволяет создавать реалистичные и безопасные временные протезы. Материал имеет розовый цвет, максимально приближенный к цвету десен, что обеспечивает комфорт и эстетику в процессе носки изделия. Материал подавляет развитие патогенной флоры и не имеет вкуса.
Напечатанные изделия можно окрашивать в требуемый цвет без предварительного грунтования.
Характеристики:
Удлинение при разрыве: 65 ± 15 %
Твердость по Шору: D89 ± 3
Запах: слабовыраженный
Вязкость по Брукфилду: 1700 ± 400 мПа·с
Модуль упругости при разрыве: 250 ± 25 МПа
Прочность на разрыв: 21.0 ± 5.0 МПа
Gorky Liquid Dental Crown LCD
Материал российского производителя Gorky Liquid Dental Crown LCD представлен в цвете А1-А2, и предназначен для изготовления временных стоматологических протезов и коронок.
Готовые изделия не имеют неприятного вкуса и запаха, устойчивы к воздействию среды ротовой полости и имеют высокую устойчивость к истиранию.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: 405 нм
Твердость по Шору: D/15:75
Запах: Отсутствует
Вязкость: 583 мПа*с
Удлинение при разрыве: 11.5 %
Плотность: 1089 кг/м3
Прочность на растяжение: 24.65 МПа
Усадка: 0.7%
Gorky Liquid Dental Base LCD
Для изготовления моделей десен и десневых масок в линейке Gorky Liquid есть фотополимер Dental Base LCD. Цвет полимера максимально приближен к естественному цвету десен, что позволяет добиться максимально реалистичной имитации.
Низкая вязкость и короткое время полимеризации сокращает время печати изделий. Gorky Liquid Dental Base LCD практические не имеет запаха, что позволяет использовать его в помещениях с естественной вентиляцией.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: 405 нм
Твердость по Шору: D/15:75
Запах: Отсутствует
Вязкость: 583 мПа*с
Удлинение при разрыве: 11.5 %
Плотность: 1089 кг/м3
Прочность на растяжение: 24.65 МПа
Усадка: 0.7%
3D печать элайнеров и капп
Одним из способов ортодонтического лечения является лечение с элайнерами или каппами. Это прозрачные изделия, которые помогают менять прикус и выравнивать зубной ряд. Этот метод стал очень востребованным, так как, в отличие от брекет-систем, не заметен в повседневной носке.
Производители фотополимеров создают специальные серии смол специально для 3D печати капп и элайнеров. По своим характеристикам они не уступают изделиям, созданным методом термоформовки.
HARZ Labs Dental Clear Pro
Биосовместимый фотополимер HARZ Labs Dental Clear Pro предназначен для создания сплинтов и капп. После полимеризации этот прозрачный полимер имеет PMMA подобную структуру, имеет высокую жесткость и умеренную упругость. Напечатанные изделия можно автоклавировать.
Фотополимер соответствует ГОСТ Р ИСО 10993, сертифицирован для медицинского применения и имеет регистрационное удостоверение № РЗН 2020/12007.
Характеристики:
Технология засветки принтера: DLP / LCD / LED
Спектр засветки: 405 нм
Твердость по Шору: D 85 ± 3
Запах: Слабовыраженный
Удлинение при разрыве: 6.2 ± 3.1 %
Прочность на растяжение: 80.0 ± 5.0 МПа
Усадка: <0.5%
Видео
Итог
Фотополимерные смолы могут использоваться для разных задач в разных отраслях - от печати сувенирных и игровых моделей до производства функциональных деталей и изготовления медицинских изделий. Спектр задач 3D печати расширяется с каждым годом, поэтому ассортимент фотополимеров постоянно увеличивается в соответствии с потребностями той или иной отрасли.
Независимо от того, какой материал вы приобретаете для 3D печати, важно правильно хранить его. Для этого не следует подвергать смолу воздействию прямых солнечных лучей и всегда плотно закрывать емкость с фотополимером.
Для обеспечения заявленных производителем характеристик, рекомендуется тщательно перемешивать жидкость перед использованием, а также не использовать фотополимер с истекшим сроком годности.
Если вы испытываете сложности с выбором фотополимера для своего проекта, обратитесь к специалистам LIDER-3D! Мы поможем подобрать смолу для любых задач, а также расскажем, как работать с выбранным полимером.