SLA

Formlabs-ova ”Clear” smola je odlična izbira za izdelovanje prosojnih kosov – z pravilnimi koraki post procesiranja pa lahko ti kosi postanejo tudi transparentni oz. prozorni.

Z spodaj opisanimi metodami post procesiranja lahko tudi vi ustvarite prozorne 3D natisnjene kose, ki so primerni za vrsto različnih aplikacij, od optike pa do cevi za cevne žarnice. Metode so različne, od preprostih in hitrih za zadovoljivo prozornost kosov pa do posebnih tehnik, ki zagotavljajo optično prozorne kose.

Formlabsova ”Clear” smola je idealna za prikaz notranjih podrobnosti kosov, ohišij LED luči ali pa za izdelavo oken. Formlabs in njihove stranke so že v praksi ustvarili popolnoma optično prozorne leče za popolnoma 3D natisnjen fotoaparat, Fresnel optično ploščo, ki je trenutno razstavljena v New York-u (ena izmed največjih leč na svetu) ter za vrsto multifluidnih naprav.

Slika 1: Formlabs-ov aplikativni inžinir Amos Dudley je skonstruiral in 3D natisnl leče za 3D natisnjeno kamero, vidno na sliki.

METODE ZA POST PROCESIRANJE 3D PRINTOV, NATISNJENIH Z ”CLEAR” SMOLO

Testiranih je bilo kar nekaj metod za post procesiranje kosov, ki so bili natisnjeni z ”Clear” smolo. V tem članku si bomo ogledali ročno brušenje, nanos prozorne plasti ter namakanje smole. Vsaka izmed navedenih možnosti zahteva različne stopnje vloženega truda. To pa je odvisno od stopnje prozornosti ter kvalitete površine, ki jih vaš natisnjen kos zahteva.

ROČNO BRUŠENJE IN POLIRANJE

Aplikacija: Ročno brušenje in poliranje je lahko efektivno za tiske preprostih oblik z majhnim številom podrobnosti, vendar pa je lahko manj primerno za post procesiranje kompleksnejših modelov. S to metodo je izjemno težko doseči popolno optično transparentnost kosov.

Brusiti boste morali z brusnimi papirji z zelo fino zrnatostjo, če želite ročno post procesirati prozoren kos do te mere prozornosti, ki je lahko primerljiva npr. z povečevalnim steklom. Vendar pa je ta metoda izjemno zahtevna, če želite popolnoma odstraniti vse vidne linije posameznih plasti tiska – opazite namreč lahko mikro-raze, ko pregledujete kos pod majhnim kotom pod dobro svetlobo.

Navodila: Uporabite vrsto brusnih papirjev, katerih zrnatost se počasi povečuje. V tem koraku želimo doseči karseda gladko površino. Kos nato očistimo z akriličnim čistilom ter ga obrišemo z krpo iz mikrovlaken.

Pri zrnatosti brusnega papirja okoli 3000 postanejo kosi, natisnjeni z metodo stereolitografije (SLA), izjemno gladki na dotik, hkrati pa pridobijo na sijaju. Pri zrnatosti brusnega papirja 12000, površine lahko postanejo reflektivne. Poizkusite uporabiti nabor brusnih papirjev, katerih zrnatost se povečuje od 400 do 120000 s korakom 200. Ta postopek moramo izvajati počasi in previdno, saj se s tem izognemo pojavu prask, ki so posledica brušenja s prejšnjo zrnatostjo brusnega papirja.

Na povezavi https://support.formlabs.com/hc/en-us/articles/115000024564-Polishing-Clear-Resin-for-a-Transparent-Finish so na voljo podrobnejša navodila glede ročnega brušenja, vključno z zadnjim korakom post procesiranja (finiš z akriličnim sprejom).

Če želite doseči, da je kos le pol-prozoren, potem lahko uporabite le mineralno olje, da s tem ustvarite enakomerno kvaliteto površine ter očistite kakršnokoli umazanijo iz kosa.

Slika 2: Stestiranih je bilo kar nekaj metod za poliranje prozornih 3D printov, od ročnega brušenja ter poliranja do nanosa plasti s sprejem in namakanja kosov v ”Clear” smolo.

NANOS PROZORNE PLASTI S SPREJEM

Aplikacija: Nanašanje plasti s sprejem je hitra in preprosta metoda iz izboljšanje prozornosti kosov brez da bi preveč negativno vplivali na podrobnosti samega kosa. Ta metoda je učinlovita za vse vrste modelov, saj lahko s tem nanesemo plasti na najkompleksnejše podrobnosti, ki jih je sicer težko fizično doseči z navadnim brušenjem in poliranjem.

Z nanosom prozorne plasti odstranimo linije posameznih plasti s kosa ter ga zaščitimo pred UV svetlobo, ki lahko povzroči, da kosi postanejo rumeni (nenamerno post curanje). Če želite doseči popolnoma gladko površino, podobni steklu, najprej izvedite ročno brušenje in poliranje pred nanosom prozorne plasti; več kot brusite in polirate pred nanosom plasti, boljša bo prozornost kosa. Ta dodatni korak je odlična izbira za post procesiranje prototipov, ki morajo imeti izgled podoben transparentni plastiki, npr. za raznorazne ovitke izdelkov, steklenice ter mikrofluidike.

Navodila: Obstaja kar nekaj možnosti za nanos prozorne plasti, od poceni sprjev pa do produktov, ki zahtevajo njim posebej namenjen prostor ter orodje.

• Prozorni spreji za splošno uporabo: možnosti variirajo od solidnih ter poceni sprejev kot so npr. Rustoleum Painters Touch 2X do nekoliko dražjih sprejev kot je npr. Spray Mx 2k Clear Glamor.
• Spreji za avtomobile: Produkti, kot so Lesonal Universal Clear (akrilični uretanski prozorni sprej), zagotavljajo doseganje visokega sijaja. Narejeni so bili za sušenje na zraku ali v peči, vendar pa zahtevajo temu produktu namenjena orodja, kot so npr. pištola za sprej ter posebej namenjen prostor, kjer lahko izvedemo nanos prozorne plasti. Preden uporabimo ta produkt, moramo na kos nanesti osnovno plasti.

Če želite uporabiti to metodo, morate najprej kos očistiti z izopropilnim alkoholom (IPA) ter ga do konca posušiti. Ne post-curajte kosa preden nanjga nanesete sprej, saj to lahko povzroči rumenenje kossa. Pustite, da se kos posuši na zraku. Potem ko je kos popolnoma suh, nanesite dve ali tri plasti prozorne plasti v karseda neprašnem okolju.

Slika 3: Za veliko lečo, ki je sedaj razstavljena na Newyorškem Times Square-u, so Formlabsovi inženirji uporabili Lesonal Universal Clear sprej.

NAMAKANJE SMOLE

Aplikacija: Ta metoda je najboljša takrat, ko potrebujete le najbolj prozorne kose. Deluje samo na ravnih oz. skoraj ravnih površinah, kot so npr. leče in okna.

Namakanje smole rezultira v kosih, ki so ekstremno gladki, z jasnimi in ostrim odbojem svetlobe z površine kosa.

Ta tehnika se sicer lahko uporablja tudi za dosego večje gladkosti na drugih 3D natisnjenih kosih oz. drugih SLA materialih, vendar za ceno zmanjšanih detajlov kosa.

Navodila: Nanesite ”Clear” smolo na kos npr. z kapljicami iz brizgalke, oz. z namakanjem kosa v smolo. Viskozna smola bo zapolnila raze in praske, s tem pa bomo dosegli popolnoma gladko površino.

Plast smole mora biti karseda tanka, hkrati pa mora odstraniti vse linije plasti. Odstranite kakršnekoli mehurčke z brizgalko. Popolnoma post-curajte kos z pravilnimi nastavitvami, potem pa ponovite proces še za drugo stran kosa, tako z uporabo metodo namakanja kakor tudi post-curinga.

Slika 4: Tri stopnje namakanja leč; na levi je končni produkt.

OPOZORILO: Če boste uporabili metodo namakanja npr. za leče, potem boste spremenili goriščno razdaljo leč. Za 3D natisnjene leče, primerne za fotoaparat, je Formlabsov aplikativni inženiir Amos Dudley skonstruiral in natisnil napravo za testiranje leč (https://formlabs.com/blog/creating-camera-lenses-with-stereolithography/).

VIR: https://formlabs.com/blog/3d-printing-transparent-parts-techniques-for-finishing-clear-resin/?utm_source=direct&utm_medium=email&bxid=3737062&mkt_tok=eyJpIjoiWm1VNE9USmtZVGt4TXpndyIsInQiOiJHbHhncXA3M21lTHJvaHR5NjhnN3pDRldUVFZNOTZRdTZLcjhVd1l1YkJWV3d2OE5TK1Q1UkUzQThTc08rbzJqa21raHpXdjJ2SjExa0x1ZW5XNWxwemZnaW5lSUhxQlwvXC9rXC9vQkxLcis0a21mMkU4VVAwK2pvVXR3MDFyRktCYiJ9

 

 

 

Formlabs je razvil lastno programsko opremo za pripravo 3D tiskov imenovan PreForm, katerega namen je karseda najbolj poenostaviti in avtomatizirati pripravo 3D tiska za Formlabsove tiskalnike Form 2, ki deluje na principu stereolitografije (SLA).

V zadnji posodobitvi programske opreme PreForm je prišlo do optimizaccije mehanike Form 2 tiskalnikov, kar zagotavlja hitrejše čase tiskov, dodana je bila možnost shranjevanja lokacije in nastavitev podpor, četudi zamenjamo material. Dodatno se je izboljšal izračun temeljnih podpor (temeljne plasti), kar zagotavlja lažjo ter bolj učinkovito pripravo tiska, kakor tudi post procesiranja natisnjenih kosov. Nova verzija PreForma prav tako podpira nove barvne materiale ter material ”Black” verzije v4.

OPTIMIZIRANO PREMIKANJE PLATFORME ZA HITREJŠE TISKANJE

Ko tiskamo na tisoče plasti, se pri času končnega tiska takoj pozna, če za posamezne plasti tu in tam zmanjšamo čas tiska za pol sekunde ali sekundo. Formlabs je pri PreForm-u 2.14 porabil kar nekaj časa, da je zoptimiziral pomike platforme, brisalca ter  drugih komponent tiskalnika. S tem so dosegli manjši čas tiska za 5-30%.

Krajši čas tiska se najbolj pozna predvsem pri večjih kosih z velikim številom plasti (npr. pri uporabi višine plasti 25 ter 50 mikrometrov), medtem ko je čas tiska za povprečno velike kose zmanjšan za od 15 do 20%.

OHRANITEV NASTAVITEV IN LOKACIJ PODPOR, TUDI TAKRAT, KO ZAMENJAMO MATERIAL

Različni materiali zahtevajo različne nastavitve ter lokacije podpor. Prejšnje verzije programske opreme PreForm so samodejno izbirsale nastavljene podpore, potem ko smo zamenjali material, četudi smo želeli natisniti enak kos. To je pomenilo izgubo časa, saj smo tako morali za vsak nov material ponovno nastavljati podpore.

V PreForm-u 2.14 je sedaj možno nastavitve podpor ”uvoziti”, potem ko zamenjamo material.

Poglejmo si primer. Na spodnji sliki je viden kos, ki je bil začetno narejen z uporabo materiala ”Tough V5”. Če ste nato želite zamenjati  material, npr. na ”Durable V2”, vam je program javi sledeče opozorilo:

Slika 1: Pogovorno okno, ki se nam pojavi pri spremembi materiala

S klikom na možnost ”Delete Supports” boste izbrisali vse nastavljene podpore. To pomeni, da morate podpore ponovno nastavljati, ali z uporabo možnosti za samodejni izračun podpor ali pa ”na roke”, da tako dosežete optimalne nastavitve za posamezni material.

S klikom na možnost ”Import” pa se vam bodo prejšnje nastavitve podpor ohranile ter prenesle na kos, ki bo narejen z novim materialom. Same podpore so nato samodejno ponovno nastavljene tako, da se ustrezno skladajo s parametri na novo izbranega materiala – tako se izognemo ponovnemu nastavljanju podpor.

Še vedno pa je priporočljivo, da preverite možnost ”Printability” znotraj uporabniškega vmesnika (vidna mora biti kljukica – to pomeni, da je kos pravilno nastavljen ter pripravljen na tisk), potem ko ste zamenjali material. To je pomembno predvsem zato, ker nekateri materiali potrebujejo veliko večje število podpor kot drugi. Pri takih primerih je priporočljivo, da sami vseeno dodate še nekaj podpor za optimalen tisk.

Kliknite na možnost ”Advanced” če želite manipulirati z naprednimi nastavitvami podpor ter jih v tem pogovornem oknu še dodatno optimizirate.

IZBOLJŠANE TEMELJNE PODPORE

PreForm 2.14 vsebuje številne izboljšave temeljnih podpor, ki povezujejo glavne podpore z platformo, na kateri se gradi sam kos oz. model. Robovi so sedaj bolj zaobljeni, dodane pa so bile tudi manjše luknjice na sami temeljni podpori, kot je vidno na spodnji sliki:

Slika 2: Tekst in luknjice na temeljni podpori

Z izčrpnim testiranjem je Formlabs ugotovil, da te spremembe zagotavljajo, da se kos bolje obdrži na sami delavni platformi. S tem se izognemo številnim težavam, ki so se pojavljale predvsem pri kosih večjih dimenzij in nenavadnih oblik.

Na novo je bil dodan tekst, ki se samodejno prikaže in nato natisne na temeljni podpori – ta tekst predstavlja ime datoteke, ki smo jo naložili na tiskalnik. To lahko pripomore k boljšemu razpoznavanju kosov predvsem takrat, ko tiskamo večje serije podobnih si kosov. Če želite, lahko ta tekst poljubno odstranite z izklopom možnosti ”Base Label”.

Slika 3: Lokacija funkcije ”Base Label”

ROČNO NAVIGIRAJTE SKOZI PLASTI Z ”SLICER”-JEM

To je priročno orodje, ki ga lahko najdete na desni strani PreForm uporabniškega vmesnika. Z njim lahko ročno nastavljate številko posamezne plasti, kakor tudi navigirate skozi posamezne plasti tiska, ter tako pregledate, če je tisk nastavljen tako, kot želite.

Slika 4: izgled orodja ”Slicer”

IZBOLJŠAN PRIKAZ SAMEGA TISKA

Poleg že obstoječe možnosti pregleda, ko nas program opozori, če se kosa ne da natisniti oz. kjer kos potrebuje dodatne podpore (rdeče obarvana območja), nova verzija PreForma zagotavlja detekcijo t.i. minimumov (kjer je kos preveč konkaven) in t.i. ”skodelic” (”cups”), t.j, kjer je kos preveč izbočen oz. konveksen.

Slika 5: prevelika izbočenost kosa (oranžna barva, levo), prevelika vbočenost kosa (rdeča barva, desno)

VIR: https://formlabs.com/blog/preform-214-new-bases-faster-prints/