Найти тему

О цвете и окрашивании фотополимеров для 3D-печати

На заре аддитивной эпохи, когда использовались только лазерные SLA-принтеры вопрос о цвете не стоял – лазеры с длиной волны 345…385 нм плохо проникали в фотополимер, активно поглощаясь фотоинициаторами, печать шла достаточно толстыми слоями – 100 мкм, лазер давал очень компактное излучение, которое не рассеивалось в стороны – большинство фотополимеров было прозрачными, «естественного» цвета – желтого.
Вообще-то естественный цвет фотополимера – прозрачный белый, желтизну фотополимеру дают используемые фотоинициаторы с фосфором в своем составе.

Окрашивать фотополимеры для лазерных SLA-принтеров не имело смысла, а большой объем ванны при построении сверху-вниз делал невозможным оперативную смену цвета – замена фотополимера одного типа на другой со сливом большого количества фотополимера – занятие затратное. Проще, при необходимости, окрасить отпечатанную деталь.

Все изменилось при появлении 3D-принтеров с засветкой DLP-проекторами. Проектор дает не столь узконаправленный свет, из-за чего световые лучи рассеиваются вбок (паразитная засветка XY). Ртутная лампа дает небольшое количество ультрафиолета, что заставляет использовать фотоинициаторы с границей эффективности 420…450 нм. Свет 400-450 нм глубоко проникает в фотополимер, что вызывает паразитную засветку по вертикали (ось Z). Для улучшения точности и разрешающей способности фотополимеров для DLP-принтеров их стали окрашивать. В основном в интенсивно-оранжевый цвет (на просвет смотрится оранжево-красным, в отраженном свете деталь кажется красной), или в черный цвет.

С появлением mSLA-принтеров (LCD-принтеров) с построением снизу-вверх замена фотополимера одного типа на другой стала менее затратным процессом – объем ванны с рабочим объемом фотополимера у первых 5 дюймовых mSLA-принтеров составлял 25…100 мл. mSLA-принтеры оснащаются 405 нм светодиодами, которые не так глубоко "просвечивают" фотополимер, как ртутная лампа, а сама конструкция LCD_экрана в качестве маски не так сильно светит «в глубь», но достаточно сильно рассеивает свет «вширь». С одной стороны это не отменяет необходимость окрашивания фотополимера для увеличение точности и разрешающей способности, с другой – появилась возможность окрашивать фотополимер не только для увеличение точности, но и в чисто декоративных целях. Для увеличения точности фотополимер окрашивают в желтый (зеленый), красный, оранжевый, коричневый, черный цвет. Для декоративных целей – окраска может быть в любой цвет, но белый цвет снижает точность печати, а остальные – не увеличивают.

Возможность появилась… И некоторые производители (например Wanhao) начали выпуск линейки фотополимеров различных цветов. Но какая палитра бы не выпускалась – на все случаи жизни не угодишь.

И любители стали сами окрашивать фотополимеры, всем, чем попадется по руку.
Что можно использовать для самостоятельного окрашивания смол - будет опубликовано в ближайшие пару месяцев.

Одновременно с этими экспериментами производители фотополимеров стали сами выпускать специальные пигментные пасты для самостоятельного окрашивания фотополимеров. Первыми выпустили свои пигментые пасты фирма FunToDo (появились на российском рынке в 2017 году). Пигменты позиционировались для окрашивания фотополимера SnowWhite в пастельные тона, поэтому белый пигмент отсутствовал, а сами пигменты (красный, желтый, синий, черный) не соответствовали стандарту CMYK. Кроме того, они были крупного перетира и оседали в процессе хранения окрашенного фотополимера.

Примечание – сейчас ситуация исправлена, фирма FunToDo выпускает пигменты стандарта CYMK+W, все, кроме белого, не оседают. Окись титана (белый пигмент) оседает в любом случае, вне зависимости от степени перетира. Белый пигмент необходим для получения непрозрачных, «глухих» цветов – все остальные пигменты дают прозрачную/полупрозрачную окраску - см. последнее фото в галерее.

Некоторым производителям это настолько понравилось, что в настоящее время фирма Hardlight выпускает большинство фотополимеров в неокрашенном виде, а для самостоятельного окрашивания выпускает пигментные пасты стандарта CYMK+W, которые можно купить как набором (5 цветов), так и по отдельности (фото -см. галерею выше).

Ну а любители экзотики продолжают экспериментировать с металликами, светящимися в темноте пигментами и т.п. Экспериментировать с различными способами окраски – от ногтевых гель-лаков и холодных эмалей до спиртовых чернил.

Следующие статьи про окрашивание фотополимерных смол:

Еще статьи по теме: