Drukowanie w technologii 3D elastycznych form do odtwarzania wzorów z wosku silikonowego i form z silikonu utwardzanego platyną.
Silikony i gumy to powszechnie znane materiały w warsztacie producenta form. Wraz z wprowadzeniem elastycznych żywic do druku 3D, pojawiły się nowe możliwości tworzenia niestandardowych, elastycznych form bezpośrednio z drukarki 3D. Liqcreate partner Pan Dombrun – znany ze swojej pracy nad castingiem – przetestowano szereg elastycznych Liqcreate żywice do tej pracy.
W tym artykule skupiamy się na dwóch procesach pracy z elastycznymi formami drukowanymi w technologii 3D. Pierwszy z nich to wykonanie gumowej formy drukowanej w technologii 3D do produkcji duplikatów woskowych, na przykład do tworzenia biżuterii lub dzieł sztuki. W tym przypadku elastyczna forma jest drukowana w technologii 3D, a do jej wnęki wlewa się płynny wosk. Wosk jest schładzany i twardnieje. Po kilku minutach forma staje się wystarczająco twarda, aby ją otworzyć, a powstaje sztywny kawałek czystego wosku. Ten element może być używany do odlewania precyzyjnego i toczony z dowolnego metalu.
W drugim etapie elastyczne formy są również drukowane w technologii 3D z żywicy, ale tym razem wnęka jest wypełniona silikonem RTV (utwardzanym addycyjnie, katalizowanym platyną). Idea tego podejścia polega na tym, że prawdziwy element silikonowy może być użyty jako element finalny lub jako forma wzorcowa (na przykład do zalewania metali o niskiej temperaturze topnienia, takich jak cyna i ołów). W wielu przypadkach kształt będzie inny niż w naszym przykładzie. Schemat procesu przedstawiony w tym artykule pokazuje, że silikon utwardzany addycyjnie, katalizowany platyną, może współpracować z tymi drukowanymi w technologii 3D żywicami fotopolimerowymi.
Zdjęcie autorstwa pana Dombruna: Ostateczny odlew wosku wtryskowego Ferris w formie drukowanej w technologii 3D, wykonanej z Liqcreate Flexible-X żywica.
Testowanie elastycznej żywicy do druku 3D w celu odtwarzania wzorów woskowych i utwardzanego platyną silikonu.
At Liqcreate przetestowaliśmy nasze trzy elastyczne żywice:
Premium Flex
Liqcreate Premium Flex jest półprzezroczystą, turkusowoniebieską żywicą fotopolimerową o doskonałej przetwarzalności i szybkości druku na MSLA i DLP Drukarki 3D. Części drukowane w 3D z tego materiału charakteryzują się wyjątkową elastycznością i niską twardością powierzchniową, wynoszącą 63 w skali Shore’a A. Nadaje się on do zastosowań prototypowych.
Flexible-X jest jednocześnie materiałem twardym i elastycznym, a także bardzo przyjemnym w dotyku... Detale są tam również dobrze zdefiniowane, a po zanurzeniu w wodzie efekt jest nieskazitelny
Pan Dombrun – ekspert w odlewaniu biżuterii
Flexible-X
Liqcreate Flexible-X jest nieprzezroczystą czarną żywicą fotopolimerową do otwartego MSLA, DLP i drukarek 3D wykorzystujących technologię laserową. Części drukowane w 3D z tego materiału charakteryzują się wyjątkową elastycznością. Liqcreate Flexible-X jest kompatybilny z otwartymi DLPDrukarki 3D LCD, MSLA i SLA w zakresie 385–420 nm. Niska twardość 55 Shore A i wydłużenie do 160% sprawiają, że doskonale nadaje się do produkcji miękkich w dotyku i elastycznych części do zastosowań przemysłowych.
Elastomer-X
Liqcreate Elastomer-X to przezroczysta żywica fotopolimerowa, którą można przetwarzać na większości drukarek 3D wykorzystujących żywice. Elementy drukowane w 3D z tego materiału są wyjątkowo miękkie, z twardością w skali Shore'a A wynoszącą 43, i charakteryzują się dużą elastycznością. Jego właściwości imitują miękki TPU i silikon, co czyni go idealnym materiałem do produkcji pianek o strukturze siatki cyfrowej, miękkich końcówek ramion (EOAT) robotów, przelotek, mieszków i elastycznych części przemysłowych.
Wosk wtryskowy Ferris
Do tego testu wybrano wosk wtryskowy Ferris. Wosk wtryskowy Ferris to wytrzymały i twardy wosk, idealny do form o trudno dostępnych narożnikach. Wosk ten zawiera wbudowane środki antyadhezyjne, które ułatwiają ekstrakcję. Zapewnia on łatwe i czyste ekstrakcje w przypadku skomplikowanych wzorów. Temperatura wtrysku: 155°C (68°F).
Utwardzony platyną silikon RTV z żywicą do druku 3D
Jako silikon RTV zastosowano silikon TFC Troll Factory Silicone Rubber Type 3 HB Tin Casting Heat Resistant RTV 1:1TFC. Jest to utwardzany addycyjnie (katalizowany platyną) dwuskładnikowy silikon, który wulkanizuje się w temperaturze pokojowej (RTV). Jest to płynny silikon formierski, który nie wymaga zewnętrznego ogrzewania ani próżni. Według pana Dombruna ten silikon doskonale nadaje się do form otwartych i dobrze wnika w gniazda. Utwardza się w ciągu 2 minut i nie wymaga stosowania próżni. Nie nadaje się jednak do stosowania w formach zamkniętych.
Przygotowanie elastycznych form drukowanych w technologii 3D z żywicy
Należy pamiętać, że silikony katalizowane platyną są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia. Zanieczyszczenia mogą pochodzić z samej żywicy do druku 3D lub z otoczenia. Oprócz potencjalnych problemów z utwardzaniem silikonu katalizowanego platyną, zanieczyszczenia mogą również wpływać na detale w formie. Ważne jest, aby dokładnie oczyścić formy przed pracą z silikonem katalizowanym platyną. Po przepłukaniu wodą, pan Dombrun stosuje technikę czyszczenia, aby uzyskać ekstremalnie czyste elastyczne formy. Używa dwóch metod, pierwsza to zestaw do barwienia okien Marabu 04060004873. Radzi, aby nałożyć jednorodną, grubą warstwę i pozostawić ją na 2 godziny. Pozwoli to usunąć pozostały kurz i może służyć jako folia ochronna. Ważne jest jednak, aby formy były jak najczystsze przed nałożeniem tej warstwy. Alternatywnie używa czystego lateksu. Jest on bardziej płynny, szybciej schnie i można go nakładać pędzlem. W razie potrzeby drugą warstwę można nałożyć po 30 minutach. Można stosować produkty takie jak Reschimica Latex Pro, należy jednak pamiętać, że większość z nich zawiera amoniak, który nie zawsze jest pożądany.
Prosta i skuteczna metoda usuwania kurzu i pozostałości po szlifowaniu, a przede wszystkim ochrony i konserwacji wydruków. Po całkowitym oczyszczeniu i wysuszeniu, pokryj powierzchnię farbą do okien (stosowaną do witraży syntetycznych).
Wystarczy rozprowadzić cienką warstwę i pozostawić do wyschnięcia. Powierzchnia stanie się przezroczysta. Wyczyszczony przedmiot można bez problemu przechowywać.
Można po prostu usunąć folię, a powierzchnia przedmiotu będzie czysta. Pan Dombrun używa tego produktu również do maskowania i konserwacji drukowanych klejnotów.
Testujemy formy gumowe drukowane w technologii 3D!
Elastyczne formy żywiczne drukowane w technologii 3D zostały wydrukowane w technologii 3D na Phrozen Sonic Mini Drukarka 8D z żywicą 3K S z domyślnym Liqcreate parametry druku 3D z żywicy. Pierwszy projekt formy został wydrukowany bezpośrednio na płycie roboczej z dodatkowymi podporami po bokach.
Obraz: Forma wydrukowana w technologii 3D Liqcreate Premium Flex przed testowaniem.
Według pana Dombruna „Premium Flex Ma przyjemną przezroczystość, pozostaje elastyczny i nie ma pamięci kształtu. Guma jest twarda, zobacz zachowanie z woskiem w temperaturze 78-83°C.
Przy domyślnych ustawieniach druku i tej orientacji, na tym półprzezroczystym materiale występują lekkie zacieki. W tle widoczne są niewielkie wgłębienia, a litery nie zostały wydrukowane z zachowaniem wszystkich szczegółów. Parametry i orientację można poprawić, aby zredukować te defekty.
Zdjęcie: Elastyczna forma drukowana w technologii 3D z żywicy Liqcreate Premium Flex po wstrzyknięciu wosku Ferris Injection.
Odlew woskowy wykonano w temperaturze około 80°C. Brakuje kilku szczegółów, a połączenie materiału, procesu i wosku nie jest idealne. Prawdopodobnie temperatura odlewu i/lub formy powinna być wyższa.
Obraz: Forma wydrukowana w technologii 3D Liqcreate Premium Flex po wlaniu silikonu RTV (katalizowanego platyną) do gniazda formy.
Z drugiej strony, silikon RTV (utwardzany addycyjnie, katalizowany platyną) wypadł znacznie lepiej, a detale są widoczne. To niemal kompletna kopia elastycznej formy żywicy drukowanej w 1D z silikonu. Według pana Dombruna „Żaden problem z wlewaniem silikonu RTV z katalizatorem platynowym do otwartej formy, bez próżni i bez reakcji z elastyczną żywicą do druku 3D. Sprawdź, czy sprawdzi się w formie zamkniętej! W każdym razie, bardzo dobre detale.”
Ten sam test został wykonany z Liqcreate Elastomer-XForma została umieszczona w ten sam sposób na tej samej drukarce. Chociaż niektóre szczegóły są lepsze w porównaniu z Premium FlexNiektóre elementy, takie jak litera „L”, mogłyby być bardziej szczegółowe na podstawie. Bardziej optymalna orientacja i nieco krótszy czas naświetlania mogą pomóc. Nie zostało to przetestowane w tym eksperymencie.
Obraz: Forma wydrukowana w technologii 3D Liqcreate Elastomer-X przed testowaniem.
Podobne wyniki uzyskano przy wtrysku wosku (wynik słaby) i wylewaniu silikonu RTV (wynik dobry) w porównaniu Premium FlexWedług pana Dombruna „Jednak, bardziej praktyczne w przypadku wtrysku wosku, przeprowadziłem trzy testy z różnymi temperaturami i ciśnieniami, bez żadnych drobnych szczegółów. A powierzchnia formy była od początku trochę lepka.”
Obraz: Forma wydrukowana w technologii 3D Liqcreate Elastomer-X po wstrzyknięciu wosku Ferris Injection.
Obraz: Forma wydrukowana w technologii 3D Liqcreate Elastomer-X po wlaniu silikonu RTV (katalizowanego platyną) do gniazda formy.
Silikon RTV skopiował niemal wszystkie detale Elastomer-X pleśń i działała dobrze.
Ten sam test został wykonany z Liqcreate Flexible-XForma została umieszczona w ten sam sposób na tej samej drukarce. Ponieważ materiał jest nieprzezroczysty i czarny, problem prześwitywania światła jest tu mniejszy, a detale są ładnie wydrukowane w tej formie z domyślnymi parametrami druku 3D.
Obraz: Formy drukowane w technologii 3D Liqcreate Flexible-X przed testowaniem.
Według pana Dombruna "Flexible-X, jednocześnie twardy i elastyczny materiał, bardzo przyjemny w dotyku. Wiele detali i na szczęście otrzymałem użyteczną, zamkniętą formę. Przeciąłem więc zamkniętą formę na pół, detale są tam również dobrze zarysowane, dość szybko się pyli, ale po zanurzeniu w wodzie efekt jest nieskazitelny.”
Obraz: Forma wydrukowana w technologii 3D Liqcreate Flexible-X po wstrzyknięciu wosku Ferris Injection.
Zarówno forma zamknięta, jak i otwarta dały dobre rezultaty. W niektórych narożnikach brakuje tekstu, ponieważ potrzebna była wyższa temperatura wosku/cieplejsza forma. Według pana Dombruna: „Forma pojedyncza lub podwójna – rezultat jest wystarczający, aby przejść do odlewania. Najlepiej wykonać formę dwuczęściową z krawędzią o szerokości 8–10 mm i stożkowym otworem wtryskowym. Moim zdaniem ta żywica doskonale nadaje się do tego typu formowania”.
Obraz: Forma wydrukowana w technologii 3D Liqcreate Flexible-X po wlaniu silikonu RTV (katalizowanego platyną) do gniazda formy.
Zgodnie z oczekiwaniami guma RTV również wypadła dobrze Flexible-X formy.
Obraz: Kompozycje Liqcreate elastyczne żywice drukowane w technologii 3D jako forma do zalewania wnęki formy silikonem RTV (katalizowanym platyną).
Podsumowanie pierwszej próby wosku i silikonu
Cytując pana Dombruna: „Jeśli chcesz wydrukować pojedynczą lub podwójną formę do wtryskiwania wosku w celu odlewania stopionego metalu lub pojedynczą formę do silikonu (do mydła, świecy lub innego rodzaju formowania), Flexible-X To najlepszy wybór: elastyczny. Jest wytrzymały, nie ma pamięci kształtu, ma bardzo dobre wykończenie powierzchni, jest odporny na gorący wosk i oferuje doskonałe detale z silikonem. Po testach, oto projekt idealnej formy do wtrysku wosku.
Udoskonalanie procesu.
W przypadku pierwszej otwartej formy trudno jest kontrolować tylną stronę elementu. Pierwsza otwarta forma została pomyślnie wydrukowana tylko w Flexible-X żywicy. Głównie dlatego, że w projekcie brakowało otworów odpływowych. Po zaprojektowaniu nowej, dwuczęściowej formy, testy są kontynuowane. Flexible-X.
Formy miały ostre kąty, dlatego druk odbywał się pod kątem na podporach w drukarce. Ze względu na orientację, zarówno w formie, jak i w wyjętych z niej kawałkach wosku, widoczne są linie warstw. Test nie został przedłużony ze względu na ograniczenia czasowe, ale gdyby forma została zaprojektowana tak, aby można ją było drukować pod kątem 90°, jakość byłaby jeszcze lepsza!
Szczegóły są bardzo dobrze widoczne. Dodatkowo forma nie wykazywała żadnych oznak degradacji po 20 strzałach. Ten wosk wtryskowy Ferris nie przylega do Flexible-X pleśnieje, więc można się spodziewać, że przetrwa jakiś czas.
Flexible-X
Liqcreate Flexible-X jest nieprzezroczystą czarną żywicą fotopolimerową do otwartego MSLA, DLP i drukarek 3D wykorzystujących technologię laserową. Części drukowane w 3D z tego materiału charakteryzują się wyjątkową elastycznością i doskonałymi właściwościami odbicia. Liqcreate Flexible-X jest kompatybilny z otwartymi DLPDrukarki 3D LCD, MSLA i SLA w zakresie 385–420 nm. Niska twardość 55 Shore A i wydłużenie do 160% sprawiają, że idealnie nadaje się do produkcji miękkich w dotyku i elastycznych części do zastosowań przemysłowych. Kompatybilny z silikonami utwardzanymi addycyjnie, katalizowanymi platyną (RTV).
Najważniejsze korzyści |
Kompatybilność z drukarkami 3D |
| · Wysoka elongacja | · Seria Epax3D i Nexa3D XiP |
| · Doskonałe odbicie | · Phrozen & Anycubic seria |
| · Dobra wytrzymałość na rozdarcie | · Shining3D AccuFAB-L4K |
| · Trwały, miękki w dotyku | · Asiga & seria W2P |
| · Kompatybilny z silikonami (RTV) katalizowanymi platyną i utwardzanymi addycyjnie | · I wiele więcej |
