Настройка параметров 3D печати для работы с фотополимерами

За последние несколько лет печать на фотополимерных 3D принтерах стала доступнее - стоимость оборудования значительно снизилась, при этом качество печати не пострадало и даже улучшилось. В этой статье мы подробно расскажем и покажем, как правильно настроить фотополимерный 3D принтер для работы с разными видами материалов.

Виды фотополимерных принтеров

Среди оборудования, доступного для всех пользователей наиболее популярными являются принтеры, работающие по технологии SLA, LCD и DLP. Их принцип работы практически одинаковый - в ванночке с прозрачным дном находится полимер, который застывает под воздействием света.

SLA (стереолитография) для засветки каждого слоя использует лазерный луч. С помощью системы зеркал и призм луч отражается и проектируется на необходимые области.

Технология DLP позволяет засвечивать весь слой сразу благодаря установленному УФ-проектору. Он проецирует свет на всю область печати, тем самым ускоряя ее.

Принтеры, работающие по технологии LCD имеют сходство с DLP устройствами, однако в них используются жидкокристаллическая матрица, сквозь которую проходит свет от светодиодов.

На этом различия принтеров заканчиваются. Дальнейший процесс печати представляет собой плавное поднятие платформы с изделием и “выращивание” детали из полимера слой за слоем.

Стоит отметить, что SLA принтеры прекрасно работают на заводских настройках, которые выставлены по умолчанию. Принтеры DLP и LCD имеют схожие настройки, поэтому в этой статье рассмотрим их вместе на примере оборудования Anycubic MONO X.

Настройки 3D печати подходят для настольных принтеров, использующихся в медицине, стоматологии, обучении, проектировании и изготовлении штучных объектов.

Anycubic Photon MONO X: краткий обзор

Anycubic Photon MONO X - компактный и недорогой принтер, который подходит для решения разных задач (от реализации DIY проектов до обучения и помощи в небольшом бизнесе). Этот монохромный LCD принтер с матрицей 4К имеет самую большую область построения в линейке Anycibic Photon MONO. Объем печати составляет 192х120х250 мм.

Оборудование имеет LCD матрицу и экран диагональю 8,9 дюйма, что позволяет ускорить 3D печать в 3 раза по сравнению с другими технологиями. Встроенный Wi-Fi модуль делает возможным удаленное подключение к сети Интернет и печать.

Программное обеспечение

Принтер поставляется со встроенным программным обеспечением Photon Workshop V2.1.24 RC7, которое позволяет быстро подготовить 3D модели к печати. Единственный минус этой программы - предустановленные настройки от производителя, которые невозможно изменить.

Для подготовки файлов можно использовать более удобный слайсер ChituBox. Он позволяет выбирать профиль принтера или создавать новый, а также задавать параметры используемого полимера. Данные не нужно вводить повторно - они автоматически сохраняются.

Расходные материалы

Принтер Anycubic Photon Mono X может работать смолами разных производителей. Например, он совместим с фотополимерами российского производителя HARZLabs. Производитель предлагает базовые, инженерные и стоматологические полимеры, которые позволяют решать любые задачи в обучении, на производстве или в бизнесе. HARZLabs предлагает своим пользователям проверенную информацию об особенностях работы с каждым материалом.

Смолы российского производства отличаются стабильным составом и отличными физико-химическими характеристиками. Большинство полимеров не имеют запаха, поэтому подходят для работы в помещениях с естественной вентиляцией.

Калибровка рабочей платформы

Важный этап, без которого не обходится ни один цикл печати - калибровка. Если рабочая поверхность будет находиться под углом к матрице, то изделие может быть забраковано.

Принтер Anycubic Photon Mono X оснащен специальными винтами, позволяющими закрепить платформу в нужном положении. Ослабив винты и опустив платформу на дисплей (через меню), можно быстро выполнить калибровку принтера.

Настройка параметров

Высота слоя

Настройка принтера начинается с выбора высоты слоя. От этой величины зависит качество и детализация печати. Минимальная высота слоя на Anycubic Photon Mono X составляет 10 мкм. Такой размер слоя идеально подходит для полимеров с низкой вязкостью. Стандартная высота для этого принтера - 50 мкм. Для фотополимеров со средней и высокой вязкостью рекомендуется ставить толщину слоя 100 мкм.

Время засветки

Немаловажными параметрами, от которых зависит качество печати, является также время засветки слоев. Для большинства полимеров рекомендуемое время засветки обычных слоев варьируется от 3 до 20 секунд. Обычными слоями называются те, которые не являются основанием (не соприкасаются с рабочей платформой).

Обычно производитель указывает время засветки слоев, например, на сайте HARZLabs есть таблицы с указанием времени засветки для каждого полимера. Также основные рекомендации для полимеров этого производителя вы можете найти в разделе 

Если время засветки выставлено неверно, то модель получается более широкой (превышено время засветки) или узкой (время засветки меньше положенного). Именно поэтому необходимо делать тестовую печать новым материалом.

Время засветки первых слоев

Для полимеризации первых слоев требуется немного больше времени, чем для засветки остальных. В среднем, количество времени на засветку первых слоев в 5-10 раз превышает обычное время полимеризации. Это нужно для того, чтобы полимер обрел необходимое сцепление с основанием.

Если производитель не указывает время засветки для базы, то эта величина определяется опытным путем. Но и тут действуют такие же правила, как и при печати основных слоев. Слишком долгое время засветки делает основание шире (эффект “слоновьей ноги”), а недостаточное время - уже. Именно поэтому большинство изделий печатаются целиком на поддержках.

Количество базовых слоев

Основание детали достигает необходимой прочности при количестве слоев с увеличенным временем засветки около 3-8. Для большинства смол можно выставить число 5 в соответствующем поле.

Время задержки в верхнем положении

При движении платформы вверх важно, чтобы фотополимер затек под модель и продолжил новый слой. Чаще всего время на этот этап уходит 1 секунда. Для более вязких смол время можно увеличить.

Время задержки в нижнем положении

Когда платформа двигается вниз, к ванне с фотополимером, материал может неравномерно двигаться под действием воздушного потока, что приводит к нарушению целостности слоя. Заводские параметры обычно не стоит менять на собственные, так как это может увеличить время печати или ухудшить качество изготавливаемой детали.

Высота подъема

Эта величина определяет на сколько деталь поднимается со дна ванны после печати слоя. Оптимальное расстояние - 4-6 мм. Меньше расстояние может привести к тому, что уже напечатанная модель не сможет отделиться от дна ванны.

Скорость подъема и опускания платформы

Эта величина определяет с какой скоростью платформа двигается вверх и вниз после печати слоя. В некоторых принтерах скорость можно увеличить, однако для получения более качественного результата печати этот параметр лучше оставить без изменений.

Прочие настройки Anycubic Photon Mono X рекомендуется оставить без изменений, так как они не оказывают существенного влияния на печать.

Проблемы печати и их решение

Деталь отлипает от платформы

Необходимо увеличить время засветки первых слоев на 30-50%. Долгое время засветки позволит надежнее закрепить основание на печатной платформе.

Деталь отрывается от поддержек, рвется в процессе печати

Это происходит при недостаточном времени засветки основных слоев. Необходимо увеличивать время засветки с шагом в 2 секунды до получения желаемого результата. Если деталь становится толще, а рельеф смазаннее, следует уменьшить время засветки. Для большинства смол время засветки может быть увеличено на 10 секунд без потери качества печати.

Большая площадь печати

При печати объектов, которые практически полностью занимают печатную платформу необходимо увеличить толщину слоя, а также время засветки каждого слоя на 2-3 секунды.

Также необходимо более тщательно подготавливать модель к печати, так как недостаточное количество поддержек может привести к деформации изделия. Подробнее о полезных программах для 3D печати можно узнать здесь.

Первая печать

Существует несколько тестовых моделей для фотополимерных принтеров, которые позволяют определить правильность настроек параметров для каждого конкретного полимера.

Тестовая модель 1

Позволяет определить качество настроек, а также возможности полимера для печати разных форм. Скачать модель можно по ссылке.

Тестовая модель 2

Позволяет быстро оценить качество настроек, так как печать занимает не более получаса. Отлично подходит для проверки печати тонких стенок.

При работе с полимерами следует соблюдать правила безопасности: защищать органы дыхания, глаза и кожу рук. Для проверки всех настроек рекомендуется печатать несколько тестовых моделей - это позволит лучше познакомиться со свойствами материала и параметрами печати на конкретном принтере.

Несмотря на то, что 3D печать кажется простой, для получения качественного результата требуется немного практики и знаний об основных настройках печати. Печатайте больше тестовых моделей и приобретайте бесценный опыт работы с разными полимерами!