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Lineare Schrumpfung von 3D-Druckharzen

Auf dem Gebiet des Harz-3D-Drucks gibt es zwei Mainstream-Harztechnologien. Eines auf Basis von Acrylaten und das andere auf Basis von Epoxiden. Im großen Maßstab SLA 3D-Drucker wie aus UnionTech, 3D-Systeme, Raplas, RPS,  EnvisionTEC und andere sind Epoxidharze der Standard. Diese Materialien härten durch einen Mechanismus der Ringöffnungspolymerisation aus, der die Schrumpfung begrenzt, was beim Drucken extrem großer Teile von Vorteil ist. Diese Drucker sind mit 355-nm-Lasern ausgestattet, um den Epoxidanteil des Harzes richtig zu aktivieren. Für Desktop- und mittelgroße Drucker ist diese Technologie aufgrund der erforderlichen Wellenlänge nicht machbar. Desktop- und mittelgroße Drucker sind oft mit 385- bis 405-nm-LEDs ausgestattet und arbeiten perfekt mit Acrylat- und Methacrylat-Chemie. Die unterschiedliche Polymerisationschemie bringt einige Vor- und Nachteile mit sich. Eine der Herausforderungen ist die Schrumpfung von Acrylatharzen.

 

Die Schrumpfung von Acrylaten und Methacrylaten tritt während der Polymerisation auf und wird durch den Ersatz von Fernverbindungen über die Van-der-Waals-Kraft durch starke und kurze kovalente Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen unterschiedlicher Art verursacht monoMer-Einheiten. Der Ersatz dieser Langstreckenverbindungen durch Kurzstreckenverbindungen, multipliziert mit Millionen von Bindungen, sind für die Gesamtschrumpfung des Materials verantwortlich, wenn es von einem flüssigen zu einem festen Kunststoff wechselt. Diese Schrumpfung kann schwerwiegende Probleme verursachen, einschließlich des Aufbaus interner Spannungen, die zur Bildung von Defekten oder Dimensionsänderungen führen, die für verschlechterte mechanische Eigenschaften verantwortlich sein können. Daher ist es wichtig, Materialien mit geringer Schrumpfung zu entwickeln und zu verwenden und die Restschrumpfung richtig zu kontrollieren.

 

Harztechnologie mit geringer Schrumpfung

Um die potenziellen Probleme mit Schrumpfung während und nach dem 3D-Druck zu überwinden, Liqcreate konzentriert sich seit Beginn der Entwicklung auf schrumpfungsarme Harztechnologien. Durch die Auswahl der richtigen Bausteine ​​und die Feinabstimmung der Chemie am meisten Liqcreate Produkte haben die einzigartige geringe Schrumpfung kombiniert mit geringem Geruch und einfacher Verarbeitbarkeit.

 

Schwierigkeiten beim Schrumpfen beim Drucken und Kalkulieren

Das Schrumpfen von Harz ist ein komplexer Prozess mit vielen Variablen. Oft können im 3D-Drucker lineare Schrumpfungseinstellungen eingestellt werden, um genaue Teile zu erhalten. Für viele Teile funktioniert dies gut, aber für komplexe Teile mit vielen Dickenvariationen kann dies schwierig sein. Die lineare Schrumpfung und die dreidimensionale Schrumpfung sind nicht gleich und die dreidimensionale Schrumpfung ist sehr schwierig zu messen und während des Druckens zu kompensieren. Daher ist es wichtig, von Anfang an mit einem Harz mit geringer Schrumpfung zu beginnen, um später im Prozess viel Zeit und Probleme zu sparen.

 

So reduzieren Sie Schrumpfung

Nachdem Sie sich für ein hochwertiges Harz mit geringer Schrumpfung entschieden haben, gibt es einige Tricks, die helfen können, die Schrumpfung weiter zu reduzieren, wenn dies für Ihr Projekt erforderlich ist. Es gibt zwei Momente, in denen ein Teil schrumpfen kann, erstens während des Druckens und zweitens während der Nachhärtung. Das Schrumpfen während des Druckens kann verringert werden, indem verhindert wird, dass Ihr System/Harz zu warm wird, und indem das Harz weniger einer weniger starken Lichtquelle für längere Zeit ausgesetzt wird. Beim Nachhärtungsprozess kann die Schrumpfung reduziert werden, indem die Temperatur während des Nachhärtens verringert und die Nachhärtungszeit verkürzt wird. Es ist immer ein Gleichgewicht zwischen Schrumpfung und Eigenschaften, da oft die besten Eigenschaften mit längeren Nachhärtezeiten erreicht werden.

 

Prüfung und Ergebnisse aus dem linearen Schrumpfungstest auf Liqcreate Harze.

Zum Testen der linearen Schrumpfung wurde eine einfache Testdatei gewählt. Ein Stab von 50 x 5 x 5 mm wurde auf relativ dünne Träger gelegt, damit er schrumpfen konnte. Wenn es direkt auf der Bauplatte platziert wird, sind die Ergebnisse wahrscheinlich besser, da das Teil an der Bauplatte haftet und nicht schrumpfen kann. Dies führt häufig zu Eigenspannungen im Material.

Messteil der linearen Schrumpfung für 3D-Druckharz mit geringer Schrumpfung

Abbildung 1: Testdatei für lineare Schwindung (50 x 5 x 5 mm Stab auf Stützen).

Test wurden auf einem Asiga durchgeführt Max UV (385nm) mit einer Pixelgröße von 65 Mikrometer. Aufgrund einer Pixelgröße von 65 Mikrometer, a maxDie maximale Abweichung von den Maßen bei dieser Messung betrug 0,065 / 50 * 100 % = 0,13 %. Nach dem Drucken wurden die Teile nachbearbeitet und nachgehärtet mit den empfohlenen Anleitungen.

Abbildung 2: Ergebnisse des linearen Schrumpfungstests auf Liqcreate Harze, 3D-gedruckt auf dem Asiga Max UV 385 nm.

 

Wenn man sich die Ergebnisse ansieht, zeigen die meisten Harze eine lineare Schrumpfung zwischen 0,8 – 1,1 %, was als sehr gut angesehen wird. Strong-X ist etwas höher, während die Dental Model Pro Materialien, Composite-X und Tough-X weisen eine extrem geringe lineare Schwindung auf. Wenn es bei Ihren Teilen auf Maßhaltigkeit ankommt, dann wählen Sie eines der drei Materialien mit extrem geringer Schrumpfung.

Neben der Auswahl des richtigen Harzes ist es wichtig, dass Ihre Hardware richtig kalibriert ist. Die belichteten Pixel des 3D-Druckers sollten mit der STL-Datei übereinstimmen. Bei neuen Maschinen sind oft Kalibrierteile zu prüfen und ggf. zu optimieren.

 

Einlaufen Wax Castable Harz

Harze auf Wachsbasis, die für Schmuck, Zahn- und Industrieguss bestimmt sind berüchtigt für ihre Schrumpfung. Im Gießprozess gibt es bereits eine gewisse Abweichung, wenn es auf Metall gesetzt wird, sodass Sie keine zusätzliche Abweichung und Schrumpfung durch das Harz selbst wünschen. Liqcreate Wax Castable Harz wurde getestet und entwickelt, um formstabil und leicht zu gießen. Anweisungen zum Erzielen der besten Ergebnisse finden Sie hier hier. Neben dem obigen linearen Schrumpfungstest wird die Ringgröße während des Drucks, der Verarbeitung und der folgenden 14 Tage auf dem Schreibtisch überwacht.

geringe Schrumpfung wax castable Harz zum Gießen von Schmuck

Abbildung 3: Ergebnisse des Innenringdurchmessers nach Druck, Verarbeitung und den folgenden 14 Tagen.

Der Innendurchmesser des Originalrings betrug 18,00 mm, bereits um 0,8 % reduziert nach dem Drucken und Nachhärten. Schließlich schrumpfen die Ringe auf ein stabiles Plateau von etwa 1,25 %. Diese Kompensation wird im 3D-Drucker empfohlen, um zu kleine Ringgrößen zu überwinden. Ohne diesen Ausgleich kann ein Ring mit 18,00 mm Innendurchmesser auf 17,775 mm Durchmesser schrumpfen.

 

Team Liqcreate wünschen Ihnen viel Spaß beim Drucken. Wenn Sie Fragen oder Anmerkungen haben, können Sie uns gerne unter kontaktieren info@liqcreate.com €XNUMX zu jeder Zeit.

 

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