Polimerizzazione post-stampa di parti stampate in 3D con Liqcreate resine

La post-elaborazione UV è una parte essenziale della stampa 3D in resina per raggiungere le proprietà finali del fotopolimero. Le parti stampate devono essere pulite, asciugate e sottoposte a polimerizzazione UV. Le fasi di lavaggio e asciugatura sono spiegate nell'articolo di supporto 'come pubblicare lo SLA del processo, DLP & Oggetti stampati LCD'. Il passo successivo è la post-indurimento UV. 

Post polimerizzazione UV di oggetti stampati in 3D in resina

La post-elaborazione è necessaria per ottenere le proprietà ottimali dalle stampe. Se utilizzi una stampante 3D per stereolitografia (SLA) o un'elaborazione digitale della luce (DLP) Per le stampanti 3D, compresi i proiettori LCD, è essenziale sapere come eseguire la post-elaborazione. La polimerizzazione post UV è un'importante fase post-processo.

Immagine dell'unità di post-essiccazione Wicked Engineering UV Curebox con Liqcreate resine fotopolimeriche

Durante la stampa 3D, la resina viene polimerizzata a un livello tale da avere dimensioni esatte ed è sufficientemente solida da resistere alle forze di pelatura. Ciò significa che ha raggiunto un grado di polimerizzazione dal 50 all'85%, a seconda della resina e del tipo di stampante 3D. Di solito le migliori proprietà fisiche e meccaniche si raggiungono con un grado di polimerizzazione > 95%, il che significa che le parti stampate non hanno raggiunto il loro pieno potenziale e necessitano di luce UV e/o temperatura extra per arrivarci. Vengono testate diverse unità di post polimerizzazione, The Wicked Engineering UV Curebox, Mercury X Wash & Cure Bundle e Anycubic Lava e Cura 2.0.

Wicked Engineering Curebox Resina post-polimerizzazione UV per stampa 3D

La Wicked Engineering UV CUREbox ha un'emissione luminosa di 4 x 9 watt sotto forma di LED da 365 nm e 405 nm. Tempo e temperatura sono le due variabili da impostare. L'elevata potenza in uscita in questa specifica lunghezza d'onda e la temperatura aggiuntiva aiutano a ottenere una corretta polimerizzazione post-UV. Il seguente elenco di impostazioni di post-essiccazione UV è stato selezionato come impostazioni consigliate per Liqcreate resine:

Tabella 1: Impostazioni di post-polimerizzazione UV per Wicked Engineering UV Curebox e Liqcreate Resine per stampa 3D

Tutti i dati meccanici nel Liqcreate TDS provengono da campioni post-polimerizzati UV della Wicked Engineering Curebox. Sono state selezionate due diverse impostazioni di post-polimerizzazione Strong-X. Un ciclo di post-polimerizzazione più breve di 30 minuti a 60 gradi Celsius per applicazioni generali e ingegneristiche che non richiedono resistenza alle alte temperature e un ciclo di post-polimerizzazione più lungo di 120 minuti a 60 gradi Celsius per applicazioni ad alta temperatura. Questo ciclo lungo aumenterà la resistenza alla temperatura di Strong-X, e rende anche il prodotto leggermente più fragile, il che potrebbe limitarne l'utilizzo per applicazioni di ingegneria generale.

Le impostazioni trovate per Wicked Engineering Curebox possono essere utilizzate anche su unità di post polimerizzazione UV simili. Ad esempio il Formlabs cura la forma. Formlabs Form Cure funziona solo con una luce a 405 nm, ma con un riscaldatore integrato, Formlabs Form Cure può anche ottenere una polimerizzazione completa.

Post-polimerizzazione nel Anycubic Lava e Cura 2.0, Elegoo Mercury X e unità di post-stampa alternative

Sul mercato sono disponibili alcune unità di polimerizzazione post-stampa UV entry-level per la resina per stampa 3D. Rispetto ai già citati Wicked Engineering Curebox e Formlabs Form Cure, spesso non funzionano a temperatura controllata e la potenza dei LED è spesso inferiore. Sono state testate due unità di post-essiccazione UV alternative, la Anycubic Wash & Cure e il Elegoo Mercurio X. Sono state misurate le proprietà meccaniche di diverse resine e le impostazioni consigliate per la post-essiccazione UV sono riportate di seguito.

Consigli per la polimerizzazione post UV per Anycubic Lava e polimerizza 2.0

La Anycubic Wash & Cure 2.0 è una semplice unità di post-polimerizzazione UV con LED da 405 nm. È presente un timer per impostarlo su un massimo di 60 minuti per ciclo. Per un uso prolungato, il timer deve essere impostato più volte. Poiché non è disponibile alcuna impostazione della temperatura, la post-polimerizzazione UV avviene a temperatura ambiente. Di seguito sono riportate le impostazioni consigliate e le proprietà meccaniche misurate in ogni fase della post-polimerizzazione UV.

Tabella 2: Impostazioni di post-essiccazione UV per Anycubic Lava e Cura 2.0 e Liqcreate resine

Proprietà meccaniche dei materiali critici, post-indurimento UV nel Anycubic Lava e polimerizza 2.0

I tre materiali sono stati selezionati per le prove di post polimerizzazione UV, Clear Impact, Strong-X esterni Composite-X. I campioni di prova meccanici sono stati stampati in 3D sull'asse Z e confrontati con il riferimento. Il riferimento sono le proprietà ottenute mediante post polimerizzazione con le impostazioni consigliate del Wicked Engineering Curebox, questi sono anche i valori pubblicati nelle nostre schede tecniche.

Grafici delle proprietà flessionali di Clear Impact, Strong-X esterni Composite-X, UV post-polimerizzato nel Anycubic Dispositivo di lavaggio e cura.

Dai dati risulta evidente che il Anycubic Wash & Cure sta lottando per effettuare la polimerizzazione post-stampa completa della fondamentale resina per stampa 3D di livello tecnico. Per Clear Impact, quasi le proprietà finali si ottengono con la post-polimerizzazione per un'ora. Per Strong-X, è impossibile ottenere buone proprietà solo con la luce UV del Anycubic unità di post-polimerizzazione. Uno dei problemi principali è che il dispositivo polimerizza a temperatura ambiente e che avresti bisogno di una certa temperatura per raggiungerlo Strong-Xil pieno potenziale. Con la post-polimerizzazione UV della parte per 60 minuti, quindi ponendo la parte in un forno a 80°C e polimerizzando nuovamente per 60 minuti mentre la parte è ancora calda, si ottengono proprietà migliori. Ma è ancora difficile e sono necessari ulteriori passaggi per avvicinarsi alle proprietà raggiunte da Wicked Engineering Curebox. Insieme a Composite-X è possibile ottenere una buona rigidità del materiale semplicemente post-polimerizzazione con il Anycubic Lavare e polimerizzare per 120 minuti. Tuttavia, in forza è quasi impossibile raggiungere valori superiori a 120 MPa. Per entrambi Strong-X esterni Composite-X, è necessaria un'unità di post-polimerizzazione UV più avanzata, come Wicked Engineering Curebox.

Consigli per la polimerizzazione post UV per Elegoo Mercurio X

Simile al Anycubic Lavare e Cure 2.0, Il Elegoo Mercury X è una semplice unità di post-essiccazione UV con LED da 405 nm. Con la sua potenza operativa di 36 Watt, è più potente del Anycubic Wash and Cure 2.0. È presente un timer per impostarlo a un massimo di 30 minuti per ciclo. Per un uso prolungato, il timer deve essere impostato più volte. Poiché non è disponibile alcuna impostazione della temperatura, la post-polimerizzazione UV avviene a temperatura ambiente. Di seguito sono riportate le impostazioni consigliate e le proprietà meccaniche misurate in ogni fase della post-polimerizzazione UV.

Tabella 2: Impostazioni di post-essiccazione UV per Elegoo Mercurio X e Liqcreate resine

Proprietà meccaniche dei materiali critici, post-indurimento UV nel Elegoo Unità di post-essiccazione Mercury X UV

Identici al test precedente, i tre materiali sono stati selezionati per le prove di post-polimerizzazione UV, Clear Impact, Strong-X esterni Composite-X. I campioni di prova meccanici sono stati stampati in 3D sull'asse Z e confrontati con il riferimento. Il riferimento sono le proprietà ottenute post-polimerizzazione con le impostazioni consigliate del Wicked Engineering Curebox, questi sono anche i valori pubblicati nelle nostre schede tecniche.

Grafici delle proprietà flessionali di Clear Impact, Strong-X esterni Composite-X, UV post-polimerizzato nel Elegoo Unità di post-essiccazione Mercury X UV.

La Elegoo Il mercurio X può avvicinarsi molto ai campioni polimerizzati di riferimento Liqcreate Clear Impact. I campioni polimerizzati a 60 e 120 minuti erano molto buoni nella sua resistenza, mentre la rigidità totale era abbastanza vicina per il campione polimerizzato a 120 minuti. Per Strong-X non è stata raggiunta la guarigione completa, nemmeno 120 minuti dopo la polimerizzazione. La temperatura nell'unità di post-polimerizzazione è troppo bassa per raggiungere una resistenza superiore a 100 MPa. Insieme a Composite-X non è cambiato molto nei campioni che sono stati polimerizzati per 30 minuti o 120 minuti. È stato raggiunto un modulo di circa 7 GPa, mentre il riferimento è compreso nell'intervallo 9 – 9,5 GPa. Sfortunatamente la forza è ancora più bassa con solo una forza nell'intervallo di 100 MPa, mentre i campioni di riferimento sono più vicini ai 145 fino anche ai 165 MPa per il campione polimerizzato termicamente.

Post-indurimento UV Bio-Med Clear – Resina per stampa 3D biocompatibile – nel Elegoo Mercurio X.

Con la maggior parte delle resine possiamo consigliare più unità di post-indurimento per raggiungere un livello vicino alle proprietà massime. Questo è diverso per Liqcreate Bio-Med Clear poiché i test di biocompatibilità sono stati eseguiti su campioni polimerizzati nel Wicked Engineering Curebox. La modifica di questo può portare a parti che non soddisfano più questi criteri di biocompatibilità.

Analogamente ai materiali precedenti, abbiamo testato una gamma di dispositivi e cicli di post-polimerizzazione. Nella maggior parte dei materiali ingegneristici si può riscontrare che le unità di polimerizzazione entry level non danno buoni risultati. Sorprendentemente per Liqcreate Bio-Med Clear, le proprietà meccaniche dopo la polimerizzazione in Elegoo I Mercury X erano simili, se non migliori, rispetto ai professionali Wicked Engineering Curebox. Sembra che questa unità di polimerizzazione possa funzionare bene Bio-Med Clear dal punto di vista delle proprietà meccaniche. Detto questo, non vi è alcuna prova nei test di biocompatibilità che questa unità di polimerizzazione produca anche parti terminali biocompatibili.

Post-polimerizzazione Liqcreate Bio-Med Clear, impostazioni di polimerizzazione post-stampa rispetto alle proprietà meccaniche.

Consulenza post-trattamento per il Asiga Unità di post-essiccazione Flash

La Asiga La polimerizzazione flash o Pico Flash è leggermente diversa rispetto alle unità di polimerizzazione post-stampa precedentemente testate. È un'unità più piccola e dispone di 4 lampade fluorescenti da 365 nm e 9 Watt di potenza per lampada. Tutto Liqcreate le resine possono polimerizzare a 365 nm, ma si dovrebbe determinare sperimentalmente se la temperatura e la lunghezza d'onda possono polimerizzare le parti abbastanza bene. È presente un timer per impostarlo a un massimo di 30 minuti per ciclo. Per un uso prolungato, il timer deve essere impostato più volte. Poiché non è disponibile alcuna impostazione della temperatura, la post-polimerizzazione UV avviene a temperatura ambiente. Di seguito sono riportate le impostazioni consigliate e le proprietà meccaniche misurate in ogni fase della post-polimerizzazione UV.

Tabella 2: Impostazioni di post-polimerizzazione per il Asiga Flash e Liqcreate resine

Proprietà meccaniche dei materiali critici, post-indurimento UV nel Asiga Unità di post-essiccazione Flash UV

Identici al test precedente, i tre materiali sono stati selezionati per le prove di post-polimerizzazione UV, Clear Impact, Strong-X esterni Composite-X. I campioni di prova meccanici sono stati stampati in 3D sull'asse Z e confrontati con il riferimento. Il riferimento sono le proprietà ottenute post-polimerizzazione con le impostazioni consigliate del Wicked Engineering Curebox, questi sono anche i valori pubblicati nelle nostre schede tecniche.

Grafici delle proprietà flessionali di Clear Impact, Strong-X esterni Composite-X, UV post-polimerizzato nel Asiga Unità di post-essiccazione UV Flash o Pico Flash.

Dopo i primi test è risultato evidente che le lampadine fluorescenti a 365 nm non stavano polimerizzando correttamente i materiali. Ciò potrebbe essere dovuto alla lunghezza d'onda, poiché è generalmente noto che 365 nm è efficiente per la polimerizzazione superficiale, ma la lunghezza d'onda di 400 nm è la migliore per una polimerizzazione più profonda. Oppure la temperatura nell'unità di post-polimerizzazione non è sufficientemente alta. I tre materiali critici testati Clear Impact, Strong-X esterni Composite-X non poteva essere curato fino alla piena conversione. Anche in alcune parti ottenevamo buoni valori, ma una cura disomogenea porta a deviazioni standard elevate e risultati dispersi. Pertanto, per i materiali critici si consiglia di scegliere un Wicked Engineering Curebox o un'unità di post-polimerizzazione simile.

Unità di polimerizzazione UV MeccatroniCore BB-Midi Plus e Liqcreate resine

Ingegneri presso Liqcreate avuto la possibilità di testare il Meccatroni Core BB-Midi Plus unità di post-polimerizzazione in combinazione con Liqcreate resine. Leggi la storia completa e le specifiche qui e trova le tabelle di stagionatura qui sotto.

Tabella: Temperatura e tempo di polimerizzazione per resina nell'unità di polimerizzazione UV MeccatroniCore BB-Midi Plus.

Posso polimerizzare eccessivamente una parte stampata in resina 3D?

Tecnicamente visto, sì, puoi curare eccessivamente una parte. Ciò accadrà nella realtà, probabilmente no! Dai risultati pubblicati sopra, puoi vedere che quando si polimerizza completamente una resina fotopolimerica, sono necessarie una certa quantità di energia UV e temperatura per raggiungere le sue proprietà finali. Successivamente, quando ad esempio si espone una parte al sole per molti mesi, una parte può essere eccessivamente polimerizzata e perdere alcune delle sue proprietà o diventare fragile. Puoi leggere ulteriori informazioni su questi effetti e sul nostro studio interno sull'invecchiamento UV delle resine per stampa 3D qui.

Se guardi online, molte persone parlano di resine a polimerizzazione eccessiva durante la post-polimerizzazione per minuti e vedono che la parte diventa fragile se la post-polimerizzazione è troppo lunga. Quello che succede in realtà è che la resina stessa è fragile nel suo stato completamente indurito e che le persone la stanno solo polimerizzando in modo insufficiente per eliminare questa fragilità. È possibile farlo, tuttavia, la parte può polimerizzare in tempo e andare verso uno stato completamente indurito al sole o sulla scrivania nel giro di poche settimane. Quindi può diventare fragile. Quello di cui hai davvero bisogno è scegliere una resina che sia dura nel suo stato completamente indurito, come Clear Impact, Premium Tough esterni Tough-X. Queste resine non diventeranno fragili in tempo con una corretta post-polimerizzazione!

Perché la temperatura è così importante durante la polimerizzazione post UV della resina per stampa 3D?

Come avrai notato dai risultati pubblicati sopra, la temperatura è un fattore importante durante la post-polimerizzazione delle resine di grado tecnico. Per spiegare perché questo è importante, dobbiamo guardare come cambiano le proprietà durante la post-polimerizzazione. Quando una parte viene stampata e non ancora polimerizzata, può avere un grado di polimerizzazione, o conversione, del 50-85%. La parte sembra molto più flessibile di una parte post-polimerizzata. Durante la post-polimerizzazione UV della parte, la conversione aumenta e le proprietà cambiano. Una di queste proprietà è la Tg (temperatura di transizione vetrosa). Questa è la temperatura alla quale il polimero è ancora morbido e un po' flessibile. Se si aumenta la temperatura durante la post-polimerizzazione UV, la parte diventa un po' più morbida e il processo di polimerizzazione all'interno del polimero molto più efficiente e può raggiungere un grado di conversione più elevato. Ecco perché puoi raggiungere un grado di conversione più elevato e sbloccare anche diverse proprietà meccaniche.

Che ne dici di altre unità di post-polimerizzazione UV alternative?

Oltre alle quattro popolari menzionate e misurate sopra, oggi sul mercato ci sono molte camere di post-polimerizzazione UV o unità di polimerizzazione. È impossibile testare tutte le unità di polimerizzazione disponibili. Pertanto elencheremo la camera di polimerizzazione UV più utilizzata, daremo un'occhiata alle specifiche e forniremo linee guida per la post-polimerizzazione UV basate sulle specifiche tecniche del produttore e sulla nostra esperienza con unità di polimerizzazione simili.

Formlabs Form Cure e Formlabs Form Cure L sono due unità di polimerizzazione popolari nel settore prosumer e professionale. Entrambe le unità di post-essiccazione UV sono dotate di riscaldatore integrato e potenti LED. Secondo le specifiche, la Form Cure e la Form Cure L di Formlabs hanno un rendimento simile rispetto a Wicked Engineering Curebox e pertanto si consiglia una polimerizzazione simile.

Video di Formlabs: Le macchine Form Wash & Cure di Formlabs

Accanto alle due unità di polimerizzazione UV testate di Elegoo esterni Anycubic, offrono alcune alternative. Il Elegoo Mercurio, il Elegoo Mercurio Plus 2.0, il Elegoo Mercurio Plus e il Anycubic Lava e asciuga macchina 2.0. Guardando le specifiche, il Anycubic Wash & Cure machine 2.0 ha specifiche simili rispetto a quella testata Elegoo Mercury X, menzionato all'inizio dell'articolo. Mentre i tre Elegoo Unità di polimerizzazione, il Elegoo Mercurio, Elegoo Mercury Plus e Plus 2.0 hanno specifiche simili a quelle del Anycubic Lavare e curare. Impostazioni simili a quelle sopra elencate sono consigliate per queste quattro macchine di polimerizzazione UV.

Creality ha lanciato due macchine convenienti, una per il lavaggio e l'indurimento e l'altra esclusivamente per l'indurimento. Il Creality La macchina per la polimerizzazione SL 1 sembra molto simile alla prima Elegoo Unità di polimerizzazione UV al mercurio. Con la sua potenza relativamente bassa, ha alcune somiglianze con il Anycubic Wash and Cure, che è stato testato in precedenza. sebbene il Creality UW-01 Washing and Curing ha LED migliori nella regione di 385 e 405 nm e non riscalda le parti. Pertanto la polimerizzazione post-UV definitiva è difficile per i materiali critici. Impostazioni del Elegoo Mercury X è un buon punto di partenza.

Con i suoi LED da 40 Watt 405 nm e nessuna opzione di riscaldamento aggiuntiva, il Phrozen Cure Luna è un'unità di post-essiccazione UV modello entry-level. Le impostazioni saranno probabilmente simili a quelle di Anycubic Lavaggio e polimerizzazione testati in precedenza. Il più potente e più grande Phrozen Cure Mega è più simile a quello testato Elegoo Mercury X. Le unità di polimerizzazione UV Wanhao Boxman e B9Creator B9 Model Cure sono entrambe dotate di LED piuttosto potenti e prevedono impostazioni di polimerizzazione post-stampa simili a quelle delle Elegoo Mercury X, pubblicato in precedenza in questo articolo.

XYZ 3Dprinting ha lanciato la sua camera di polimerizzazione UV XYZ. La camera di polimerizzazione UV XYZ è dotata di LED da 60 Watt con una gamma di lunghezze d'onda di 375 – 405 nm. Poiché non viene applicato alcun riscaldatore aggiuntivo, le impostazioni saranno probabilmente simili a quelle del Asiga Camera di polimerizzazione UV flash trovata sopra. Si sa poco della nuova macchina per la polimerizzazione post-stampa UV Shining 3D FabCure. Con il LED da 405 nm e l'assenza di riscaldatori visibili, è probabile che siano necessari tempi di polimerizzazione post-stampa simili rispetto al Elegoo Mercurio X.

Stiamo finendo la lista con tre potenti unità di polimerizzazione UV, le Scatola Nextdent LC-3Dprint, 3D-systems Figure 4® Unità di polimerizzazione UV 350 e l'unità di polimerizzazione post-polimerizzazione UV Ackuretta Curie vengono utilizzate per la polimerizzazione post-polimerizzazione di materiali biocompatibili e la maggior parte dispone di opzioni di riscaldamento o di una camera di polimerizzazione calda per impostazione predefinita. I tempi di polimerizzazione post-UV e le impostazioni di Wicked Engineering Curebox sono buone impostazioni iniziali con cui iniziare.

Ulteriori informazioni sulle resine per stampa 3D post-polimerizzazione UV

Tutte le resine soffrono di inibizione dell'ossigeno, il che significa che l'ossigeno avrà un effetto negativo sulla polimerizzazione. Ciò può causare appiccicosità della superficie. Per evitare l'appiccicosità è importante che le parti siano lavate e lavorate correttamente, è possibile trovare maggiori informazioni sulla lavorazione delle parti stampate qui. Flexible-X è in genere sensibile a questo effetto e pertanto si consiglia di curare in un ambiente privo di ossigeno. Questo può essere fatto per polimerizzare le parti in un bagno di acqua o glicerolo o per polimerizzare le parti sotto un flusso di azoto.

Se le proprietà meccaniche sono importanti per il tuo progetto, non è consigliabile polimerizzare le parti in modo insufficiente o utilizzare metodi di polimerizzazione indefiniti come la polimerizzazione alla luce solare. Le parti non polimerizzate tendono ad essere più morbide, più deboli e le proprietà potrebbero cambiare nel tempo. La polimerizzazione con metodi non definiti come la luce solare darà probabilmente risultati variabili a causa della quantità variabile di luce UV e della temperatura sulle parti stampate in 3D. Molte scatole di polimerizzazione dedicate alla stampa 3D, come la Wicked engineering CUREbox, sono compatibili con Liqcreate resine. Prima di utilizzare una camera di polimerizzazione UV, controllare le impostazioni (intensità della luce, capacità di temperatura, ecc.).

Spero che questa sia stata una lettura educativa e interessante. Non resta che augurarti buona fortuna con la post polimerizzazione UV del tuo oggetto 3D. In caso di domande, contattare Liqcreate at info@liqcreate.com. Com.