Tutti Liqcreate le resine sono resine per stampa 3D induribili ai raggi UV, il che significa che hanno una reattività progettata alla luce specifica. Questa reattività controlla il comportamento delle resine nella stampante e durante la polimerizzazione post-stampa UV. In questo articolo abbiamo spiegato che parametri specifici sulla sua reattività sono l'Energia Critica (Ec) e la Profondità di Penetrazione (Dp), due valori riscontrabili per tutti Liqcreate materiali nel loro corrispondente Scheda Tecnica. Questi due valori sono valori derivati empiricamente basati su misurazioni effettuate con una stampante 3D. Prima che i misuratori di intensità della luce UV fossero costosi e fattibili solo per l'acquisto da parte di produttori professionisti di resina o hardware. Ora Chitu Systems (noto da Chitubox) ha sviluppato un misuratore UV conveniente. In questo articolo lo testiamo su diverse macchine per vedere come funziona e misurare l'intensità e la deviazione UV di diverse stampanti 3D in resina.
Che cos'è il misuratore UV 405nm di Chitu Systems?
Secondo il produttore: “Misuratore di intensità UV portatile per stampanti 3D in resina, solo stampanti LCD/DLP da 405 nm. Questo è uno strumento eccellente e conveniente per aiutarti a controllare lo stato della sorgente luminosa nella tua stampante 3D.
Inoltre è possibile misurare la deviazione dell'emissione luminosa della stampante in diversi punti e utilizzare i valori per calcolare i tempi di esposizione (teorici).
Immagine di Chitu Systems: il loro nuovo misuratore UV da 405 nm per misurare l'intensità UV delle stampanti 3D a base di resina.
Qual è la potenza UV, la stabilità e la resa delle diverse stampanti?
Abbiamo misurato un gruppo di stampanti LCD da 405 nm nel nostro laboratorio e utilizzato 9 misurazioni per stampante per verificarne la stabilità. Questi sono stati misurati attraverso la piastra di costruzione in modo strutturale, 3 sul lato sinistro dall'alto verso il basso dello schermo LCD, 3 al centro e 3 a destra con la stessa struttura. Vedere la tabella sottostante per le misure. Va notato che la maggior parte delle stampanti viene utilizzata per un certo periodo di tempo e potrebbe aver perso parte della sua potenza nel tempo. Vedere il set di dati completo nell'appendice sottostante.
Stampante | Potenza UV della stampante | Potenza media (mW/cm^2) | Deviazione (%) |
Photon M3 Plus | 100% | 7,06 | 5,9% |
Photon M3 Plus | 75% | 5,97 | 3,1% |
Photon M3 Plus | 50% | 4,46 | 4,1% |
Photon Mono , | 100% | 4,63 | 6,3% |
Photon Mono , | 100% | 4,71 | 3,7% |
Photon Mono , | 100% | 4,72 | 8,8% |
Photon Mono , | 100% | 4,65 | 6,1% |
Photon D2 | 100% | 2,92 | 4,0% |
Photon Mono SE | 100% | 5,51 | 7,4% |
Photon Mono X | 100% | 7,32 | 4,1% |
Anycubic Photon M5s | 100% | 4,54 | 7,1% |
Phrozen Sonic Mighty 4K | 100% | 3,21 | 4,5% |
Elegoo Saturn | 100% | 3,72 | 4,7% |
Elegoo Saturn 3 | 100% | 4,07 | 9,4% |
Elegoo Mars 2 | 100% | 3,69 | 8,4% |
Elegoo Mars 3 | 100% | 3,32 | 9,3% |
Creality Halot-One | 100% | 2,63 | 6,3% |
Peopoly Phenom Prime | 100% | 5,35 | 6,2% |
Il misuratore UV 405nm di Chitu Systems funziona?
Dal primo test eseguito con questo strumento di misurazione, sembra uno strumento carino ed economico da avere in giro per una misurazione rapida.
Come calcolare con i valori Ec / Dp nella stampa 3D in resina?
La reattività alla luce viene misurata esponendo le resine con diverse dosi di energia (Exposure), nella maggior parte dei casi questa viene controllata aumentando il tempo di esposizione nella stampante 3D. Quindi lo spessore dello strato della resina indurita viene misurato e tracciato rispetto al corrispondente apporto di energia, come mostrato nella figura seguente.
Poiché la resina assorbirà la luce e utilizzerà la sua energia per avviare la reazione di solidificazione, la profondità di polimerizzazione sarà sempre finita, portando a una correlazione logaritmica tra l'esposizione e la profondità di polimerizzazione, nella figura sopra è mostrata una curva tipica. ,
La curva (curva di lavoro) è una rappresentazione visiva della correlazione tra stampante e resina e da questa si ricava una correlazione matematica, come mostrato nella formula 1 con:
Cd = Profondità di polimerizzazione [mm] (spessore dello strato)
Dp = Profondità di penetrazione [mm] (pendenza di Cd vs LogExp)
Ec = Energia Critica [J/mm2] (la quantità minima di energia richiesta per formare uno strato solido)
Cd = Dp • In(Esp) + Ec
E dove Exp = esposizione [J/m2], che è una funzione del tempo di esposizione calcolato come mostrato nella formula 2, con:
t = Tempo [s] (tempo di illuminazione)
Irr = Irradianza [W/m2] (potenza della sorgente luminosa)
Esp = t • Irr
Finora la parte tecnica sul comportamento di polimerizzazione, ma in che modo questi parametri descrivono il comportamento delle resine in una stampante 3D da un punto di vista più pratico?
La profondità di penetrazione (Dp) mostra una sensibilità dei materiali alle variazioni dell'emissione luminosa, il che significa che un materiale con un Dp inferiore ha prestazioni migliori se soggetto a variazioni del tempo di esposizione/potenza della sorgente luminosa, mentre un materiale con un Dp più elevato è più probabilmente un materiale di stampa più veloce ma anche più sensibile ai guasti alle deviazioni nell'emissione di luce. Mentre sembra che una resina da stampa più veloce sia più preferibile, una resina meno sensibile è pratica più utile, a causa dell'elevata probabilità di variazioni nell'emissione di luce dovute alla mancanza di un'adeguata pulizia e al degrado della sorgente luminosa.
L'energia critica (Ec) è un valore per la quantità minima di energia richiesta per formare uno strato solido e quindi la quantità minima di energia richiesta per la stampa 3D.
Questi valori derivano da misurazioni pratiche, il che significa che possono variare quando i parametri all'interno della misurazione vengono modificati come temperatura e lunghezza d'onda.
Dati grezzi chitubox del misuratore UV
Stampante | Photon M3 Plus | gemma | 7,064 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 6,313 | 10,6% | 6,893 | 6,55 | 6,313 | ||
quando | 20-2-2023 | Max | 7,783 | 10,2% | 7,215 | 7,416 | 7,033 | ||
STDEV | 0,41934 | 7,31 | 7,783 | 7,065 | |||||
% DEV.ST | 5,9% |
Stampante | Photon M3 Plus | gemma | 5,968 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 75% | Min | 5,57 | 6,7% | 5,57 | 5,903 | 5,955 | ||
quando | 20-2-2023 | Max | 6,318 | 5,9% | 6,071 | 6,318 | 5,855 | ||
STDEV | 0,187402 | 6,042 | 6,008 | 5,986 | |||||
% DEV.ST | 3,1% |
Stampante | Photon M3 Plus | gemma | 4,464 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 50% | Min | 4,212 | 5,7% | 4,454 | 4,339 | 4,305 | ||
quando | 20-2-2023 | Max | 4,796 | 7,4% | 4,285 | 4,796 | 4,551 | ||
STDEV | 0,185066 | 4,212 | 4,674 | 4,563 | |||||
% DEV.ST | 4,1% |
Stampante | Mono (1) | gemma | 4,631 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 4,307 | 7,0% | 4,766 | 4,42 | 5,126 | ||
quando | 16-2-2023 | Max | 5,126 | 10,7% | 4,371 | 4,587 | 5,064 | ||
STDEV | 0,29334 | 4,307 | 4,32 | 4,72 | |||||
% DEV.ST | 6,3% |
Stampante | Mono (2) | gemma | 4,709 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 4,44 | 5,7% | 4,744 | 4,68 | 4,974 | ||
quando | 20-2-2023 | Max | 4,981 | 5,8% | 4,61 | 4,981 | 4,751 | ||
STDEV | 0,17313 | 4,44 | 4,69 | 4,511 | |||||
% DEV.ST | 3,7% |
Stampante | Mono (3) | gemma | 4,721 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 4,146 | 12,2% | 5,312 | 4,812 | 4,802 | ||
quando | 20-2-2023 | Max | 5,412 | 14,6% | 4,6 | 4,146 | 5,412 | ||
STDEV | 0,41378 | 4,497 | 4,17 | 4,738 | |||||
% DEV.ST | 8,8% |
Stampante | Mono (4) | gemma | 4,654 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 4,11 | 11,7% | 4,507 | 5 | 4,557 | ||
quando | 20-2-2023 | Max | 5,014 | 7,7% | 5,014 | 4,891 | 4,758 | ||
STDEV | 0,284764 | 4,11 | 4,362 | 4,69 | |||||
% DEV.ST | 6,1% |
Stampante | Photon D2 | gemma | 2,921 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 2,728 | 6,6% | 2,728 | 2,962 | 2,85 | ||
quando | 16-2-2023 | Max | 3,109 | 6,4% | 2,979 | 3,109 | 2,948 | ||
STDEV | 0,11764 | 2,877 | 3,059 | 2,779 | |||||
% DEV.ST | 4,0% | ||||||||
Stampante | Photon Mono SE | gemma | 5,506 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 4,69 | 14,8% | 6,207 | 5,549 | 5,289 | ||
quando | 20-2-2023 | Max | 6,207 | 12,7% | 5,835 | 5,527 | 5,657 | ||
STDEV | 0,40868 | 4,69 | 5,132 | 5,666 | |||||
% DEV.ST | 7,4% | ||||||||
Stampante | Photon Mono X | gemma | 7,317 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 6,82 | 6,8% | 7,001 | 6,82 | 7,5 | ||
quando | 20-2-2023 | Max | 7,833 | 7,0% | 7,133 | 7,631 | 7,199 | ||
STDEV | 0,2981 | 7,833 | 7,395 | 7,344 | |||||
% DEV.ST | 4,1% | ||||||||
Stampante | Phrozen Sonic Mighty 4K | gemma | 3,206 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 3,006 | 6,2% | 3,088 | 3,141 | 3,11 | ||
quando | 20-2-2023 | Max | 3,452 | 7,7% | 3,099 | 3,25 | 3,328 | ||
STDEV | 0,14339 | 3,376 | 3,452 | 3,006 | |||||
% DEV.ST | 4,5% | ||||||||
Stampante | Elegoo Saturn | gemma | 3,725 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 3,291 | 11,6% | 3,81 | 3,649 | 3,291 | ||
quando | 20-2-2023 | Max | 3,979 | 6,8% | 3,692 | 3,752 | 3,815 | ||
STDEV | 0,17667 | 3,979 | 3,795 | 3,74 | |||||
% DEV.ST | 4,7% | ||||||||
Stampante | Elegoo Mars 2 | gemma | 3,691 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 3,261 | 11,6% | 3,261 | 4,024 | 3,505 | ||
quando | 21-2-2023 | Max | 4,242 | 14,9% | 3,462 | 4,023 | 3,647 | ||
STDEV | 0,30967 | 3,6 | 4,242 | 3,454 | |||||
% DEV.ST | 8,4% | ||||||||
Stampante | Elegoo Mars 3 | gemma | 3,324 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 3,075 | 7,5% | 3,18 | 3,792 | 3,109 | ||
quando | 22-2-2023 | Max | 3,834 | 15,3% | 3,075 | 3,834 | 3,129 | ||
STDEV | 0,30989 | 3,077 | 3,638 | 3,082 | |||||
% DEV.ST | 9,3% | ||||||||
Stampante | Creality Halot-One | gemma | 2,629 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 2,371 | 9,8% | 2,629 | 2,941 | 2,692 | ||
quando | 22-2-2023 | Max | 2,941 | 11,9% | 2,517 | 2,839 | 2,542 | ||
STDEV | 0,16477 | 2,52 | 2,61 | 2,371 | |||||
% DEV.ST | 6,3% | ||||||||
Stampante | Peopoly Phenom Prime | gemma | 5,349 | 9 posti: | |||||
Potenza UV | 100% | Min | 4,81 | 10,1% | 4,81 | 5,123 | 6,03 | ||
quando | 22-2-2023 | Max | 6,03 | 12,7% | 5,205 | 5,078 | 5,501 | ||
STDEV | 0,3335 | 5,465 | 5,603 | 5,329 | |||||
% DEV.ST | 6,2% |
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