Найти тему

Проблемы, возникающие при 3D печати на фотополимерном принтере. Часть 2

В прошлый раз я описал часть проблем, с которыми столкнулся при фотополимерной печати, и рассказал как с ними бороться.

Признаюсь честно, задумывалась одна статья, но в процессе написания я понял, что материал получается очень объемным. А по статистике Дзена мои статьи вообще до конца не дочитывают — видимо «многа букафф». Поэтому решил разделить на части.

В этой части поговорим о печати «полых» деталей. При печати «инженерки» часто приходится печатать от стола и отказываться от поддержек, так как нужны идеальные плоскости или есть требования к размерам. Если с умом подойти к вопросу подготовки детали, то нам не нужно никакой последующей доработки. Достаточно промыть деталь, прогреть и досветить, если требуется.

При изготовлении корпуса дисплея в проекте «Моя вода» у меня как раз и стояла подобная задача — после печати не должно быть никакой постобработки, так как сделать поверхности идеальней принтера без существенных временных затрат вряд ли получится. Дисплей постоянно перед глазами, и смотреть на мелкие косяки в течение последующих годов не было никакого желания. Модель на первый взгляд выглядела просто — в моем тогдашнем понимании.

Гладко было на бумаге...
Гладко было на бумаге...

Это фронтальная часть, которая постоянно перед глазами. Весь корпус чуток сложнее.

С другими частями проблем было меньше
С другими частями проблем было меньше

Все проблемы возникли при печати фронтальной части — с неё начинал, о них и буду говорить.

Печать велась от стола. Он у меня девственно чистый и не испорченный наждачкой. Поэтому поверхность модели получается с эффектом «софт тач». К столу примыкает поверхность с надписью «моя вода». Если вы 3Д-шник со стажем, то наверняка уже представили себе как это выглядит. Если нет, то не беда — поясню картинкой. Больше картинок богу картинок. :)

Стол сверху обозначен рамкой
Стол сверху обозначен рамкой

Результатом первой печати был полный провал. Надпись не видна вообще, а на боковых стенках детали были пропуски (разрывы) слоёв.

Проблемные места отметил красным
Проблемные места отметил красным

Как можно догадаться проблема разрыва слоев связана с тем, что деталь у нас полая, и при опускании в ванну со смолой воздуху надо куда-то выходить. Это примерно как если вы будете опускать стакан вверх дном в воду. В моем случае по всей видимости пузыри воздуха не успевали выйти, а смола уже засвечивалась. В итоге деталь была забракована. На тот момент я пробовал экспериментировать с двумя разными смолами. Быстроотверждаемая — 3 секунды, вела себя совсем плохо. Именно с ней не пропечатывалась надпись и боковые стенки были в разрывах. Смола со временем отверждения 10 секунд вела себя чуть получше, но разрывы на боковых стенках всё же были.

Бороться с этим явлением можно двумя способами:

1. Дренажные отверстия.

Если возможно, то на модели надо сделать дренажные отверстия. Разумеется делать их надо в потаённых местах, чтобы не испортить внешний вид.

В моём случае я пошел этим путем.

Дренаж необходим в некоторых случаях
Дренаж необходим в некоторых случаях

Дренаж сделал в нижней части корпуса — при использовании отверстия видны не будут.

Следует учитывать объем воздуха — чем он больше, тем больше должна быть площадь отверстий дренажа. Отверстия меньше 2 мм делать не стоит. Практика показала, что смола, попадая в отверстия, за счет поверхностного натяжения их запирает, дренаж не работает.

2. Увеличение времени ожидания после опускания модели в ванну и засветкой.

Когда модель опускается в ванну со смолой она вытесняет её. Засветку смолы желательно производить, когда смола уже растеклась и заняла своё положение. Время будет зависеть от вязкости смолы. Следует помнить, что увеличение времени ожидания существенно увеличивает общее время печати. Я пробовал увеличивать время, но результаты были неудовлетворительными. Однако время мне увеличить таки пришлось.

После добавления отверстий для дренажа корпус получился с нормальным качеством, но надпись мне на тот момент так и не далась. Признаюсь честно — мне хотелось закончить проект. Поэтому сделал без надписи. Но покоя мне это не давало и спустя некоторое время я решил вернуться к этому вопросу. Так как изначально была идея сделать надпись залитую красным цветом. Что у меня получилось можно увидеть ниже.

В случае с печатью надписи против нас работают два негативных эффекта:

1. Засветка базового слоя — выдавленные буквы находятся на базовых слоях;

2. Выдавливание смолы из полости букв. Дренаж сделать невозможно;

После анализа всех неудач я решил отказаться от печати быстрой смолой. Буквы «заплывали» даже при засветке базовых слоев в течение 25 сек. При таком времени засветки базы модель уже отрывалась от стола. Сильно увеличить размер букв не получается. Поэтому решил взять точную смолу у которой не такая большая паразитная засветка — Harz Labs industrial ABS. Не люблю кого-то рекламировать, но пару слов о смоле сказать надо. Смола хорошая.

Она вообще не воняет — для домашней печати это просто кайф. Точность очень хорошая. Базовые слои не заплывают так ядрёно как у быстрой смолы.

Первые результаты меня разочаровали. Надпись пропечаталась отлично, но отсутствие дренажа сыграло свою негативную роль.

На вид - ужас
На вид - ужас

На картинке видны следы выхода смолы. Т.е здесь явно видно, что смоле некуда выходить и она находит себе дорогу. Время ожидания после опускания стола в ванну было 6 секунд. Засветка базовых слоёв — 60 секунд. Модель держится на столе даже если засветку базы снизить до 40 секунд. Меньше я не пробовал.

Далее я решил увеличить время ожидания до 15 секунд, и как мы видим улучшения есть:

Лучше чем было
Лучше чем было

Надпись получилась вполне неплохо, не пропечаталась только буква «Д». Это для меня странно и объяснить почему так, я не могу. Я решил доработать модель — немного уменьшить буквы. А также еще увеличить время ожидания перед засветкой, и понизить скорость погружения стола в ванну.

Результат получился отличный.

Обратите внимание на размер букв
Обратите внимание на размер букв
-9

Чтобы получить такой результат, пришлось увеличить время ожидания перед засветкой до 40 секунд, и уменьшить скорость погружения стола в ванну до 30 мм/мин, а также уменьшить размер надписи. Время печати составило чуть более шести часов, и это с учетом задействования функции TSMC в Chitubox. Если печатать без надписи, то этот корпус можно напечатать за час-полтора.

На неудавшихся деталях попробовал реализовать идею с заливкой текста красной смолой.

Идея была хорошая, но реализовать сложно. На эту заливку ушло пара часов.
Идея была хорошая, но реализовать сложно. На эту заливку ушло пара часов.

Получилось откровенно плохо. На фото выглядит намного лучше, чем в жизни. Надпись не выразительна. Идеально залить не получается, так как смола растекается под действием поверхностного натяжения, а после засветки дает усадку. Всё вкупе дает не хороший результат. Буду думать как сделать по другому.