Огонь, SLA 3d принтер и медные сплавы

Примерно полгода назад, после активной доработки напильником, SLA 3d принтер в нашем киевском хаклабе начал выдавать неплохие по качеству детальки. Пластик пластиком, но что действительно круто, так это иметь под рукой технологию, переводящую stl модель в металлический аналог. Поэтому следующий этап, который мы решили освоить — это получение металлических копий этих самых принтов. Кому интересны наши первые шаги в освоении этой технологии, прошу под кат. Внимание, много картинок!

Напомню: SLA 3d принтер печатает деталь послойной полимеризацией специальной УФ-чувствительной смолы с помощью лазера. В результате качество и детализация намного выше, чем у традиционных FDM принтеров. На данный момент наш самодельный зверь выдает вот такие вот результаты:

Технология изготовления металлических отливок по 3d принтам не нова и активно используется в ювелирном деле, стоматологии и других областях науки и техники. Тем не менее, информацию о каждом шаге приходится выуживать по крупицам из сети. В общих словах эти шаги следующие:

1. Печать детали с использованием специальной смолы, которая может выгорать при высоких температурах.
2. Деталь помещается в специальный металлический цилиндр, называемый опокой. Потом этот цилиндр заполняется гипсоподобной формомассой.
3. После застывания формомассы — нагрев опоки до температуры возгорания полимера и выдерживание при ней, пока весь полимер не выгорит. Когда он выгорает, в опоке образуется полость, повторяющая геометрию нашей исходной модели.
4. Заливка расплавленного металла в полость.
5. Охлаждение, извлечение отливки + механическая обработка.

Этап первый: печать

Вообще говоря, кроме варианта с печатью модели из специального материала есть вариант изготовления мастер-модели из ювелирного воска (так называемая “восковка”). Этой технологии уже сотни лет и процесс хорошо отлажен. При прокаливании воск вытапливается, и образуется полость для заливки металла. А в случае с 3d печатью вместо воска у нас принт, и он просто выгорает. Здесь проявляется основное отличие выжигаемой смолы от традиционных — после выгорания почти не остается золы.

Цены на смолы, которые можно выжигать (маркируются как “castable”) оказались довольно кусачими, порядка 150 долларов за литр. Но на ebay была найдена смола производства турецкой компании sinertek за 60, плюс 20 долларов обошлась доставка в Киев.

Эта смола оказалась намного более капризной по сравнению с теми, которыми мы привыкли печатать — два раза принт был неудачным, и, к тому же, портил силиконовое покрытие кюветы. На третий раз при меньшей мощности лазера принт оказался успешным.

Не спрашивайте, почему мы выбрали шлем Железного человека и ажурную вазу в качестве первых моделей!

Чтобы металл затек в полость необходим специальный канал — литник. Мы просто приклеили кусочек тонкой пластиковой трубки на суперклей и закрепили модели вверх ногами в подставке из пластилина. Сверху потом вдавили куски стальной трубы (опоки). В результате вышел такой себе “стакан” с пластилиновым дном и стальными стенками.

Формомасса хоть и похожа внешне на гипс, на самом деле состоит из совсем других компонентов. Продается в магазинах для ювелиров. Очень важен порядок смешивания сухой формомассы с водой: формомассу в воду, а не наоборот — тогда не будет комков. После тщательного перемешивания ее необходимо завакуумировать, чтобы избежать застывших пузырьков газа на модели.

Этап третий: выжигание полимера

Сушка опок заняла пару дней, после этого из опок вынули пластилин, пластиковый литник и поставили прокаливаться в муфель. Профиль нагрева довольно хитрый: сначала несколько часов прогрев на 100 градусах, потом на 200, и самый большой период при температуре 780 градусов (этот профиль описан в инструкции к смоле). К тому же переход от одной температуры к другой должен быть плавным, чтобы не повредить опоку. Мы для нашего теста сделали немного сокращенный сценарий, прокалив 1 час при 100 градусах, 2 часа при 200 и 5 часов при 800 градусах. Скорее всего из-за этого ухудшился конечный результат — в следующий раз обязательно попробуем более тщательно подойти к делу.

Этап четвертый: литье

Для литья мы попробовали 2 металла. Один — серебро, другой — медный сплав, купленный все в том же магазине для ювелиров.

На самом деле металл не затечет в форму, если просто расплавить его. Этому мешает поверхностное натяжение металла и пленка шлаков на нем. Со шлаками можно справиться, если добавить флюс — буру. Для медного сплава дополнительно добавляется фосфористая медь.

Дальше с поверхностным натяжением можно бороться только физическими методами, а именно внешним давлением на металл. Тут несколько вариантов. Либо создавать вакуум снизу формы, в результате через микропоры в формомассе металл будет “всасываться” в полость. Либо использовать центробежные силы. Либо (наш последний вариант) попробовать создать избыточное давление сверху расплавленного металла. Первый способ требует наличия специальной вакуумной установки, второй — центрифуги, а третий требует специальной… Картошки. Да-да, половина картофелины сделает свое дело.

Принцип прост как дважды два. На раскаленную опоку с расплавленным металлом сверху плотно прижимается половина клубня картофеля. Вода, содержащаяся в нем, моментально вскипает и создает давление, которое вдавливает расплавленный металл в полость.

Вы видитите картошку? Нет? А она есть…

Вот такой грибок.

После охлаждения в воде получаем штуковины:

После обработки пескоструим и наждачной бумагой.

Итоги

Результат далек от идеала, поэтому мы планируем попробовать разные режимы печати и отжига, чтобы найти оптимальный. В этот раз мы резко переходили с 200 градусов на 800 при прокаливании опоки, что, возможно, привело к трещинам. Кроме того, медный сплав показал себя как-то странно и на поверхности отливки осталось много шлака. Так что поле для экспериментов тут большое.

Дисклеймер

Мы не волшебники, а только учимся, поэтому возможны неточности в терминологии, технологии и прочие казусы. Конструктивная критика приветствуется.

Итак, продолжаю тему 3D-принтеров, на этот раз речь пойдет про бюджетные и доступные фотополимерные устройства. Фотополимерная 3D печать все дешевеет и дешевеет и становится доступна не только профессионалам, но и начинающим печатникам-мейкерам-дизайнерам. Стоимость ряда моделей значительно снизилась в последнее время, особенно сильно повлияли бюджетные стартапы в SLA печати, сделав доступными офисные модели компактных принтеров типа Sparkmaker и Longer. Практически все модели доступны на складе в Подмосковье, доставляют быстро, есть смысл добавить в корзину и сравнивать, выбирать оптимальный для себя по стоимости и параметрам печати.

Простой принтер для начинающих — Sparkmaker SLA

Sparkmaker SLA принтер

Sparkmaker SLA — это самый бюджетный принтер для начинающих. Одна из самых первых доступных моделей, цена менее $200. На текущий момент доступен ряд апгрейдов, масса запасных частей, готовые модели для печати. Разрешение печати:  845 x 480 точек, размеры рабочей области: 98 x 55 х 125 мм. Практически не шумит, работает автономно, предусмотрена калибровка высоты. Принтеры и смола в наличии в Москве.

Профессиональный фотополимерный принтер Longer ORANGE

Longer Orange 30Longer Orange 10

Один из немногих 3Д принтеров, которые я положительно оценил. Принтеры Orange 10 и Orange 30 работают буквально из коробки и, в отличие от дорогостоящих моделей, совершенно не капризные. Легко эксплуатировать, при необходимости можно выставить высоту печати. Подробный обзор модели Longer Orange 30. Все модели и фотополимер Longer Resin в наличии в Москве. Orange 10 имеет разрешение печати:  854 x 480 точек, размеры рабочей области: 98 x 55 х 140 мм. Orange 30 имеет разрешение печати:  2560 х 1440 точек, размеры рабочей области: 120 х 68 х 170 мм. Практически не шумит, работает автономно, предусмотрена калибровка высоты. Принтеры и смола в наличии в Москве.

Отличный фотополимерный принтер Anycubic PHOTON

Anycubic PHOTONAnycubic PHOTON-S

Заслуженный большой фотополимерный 3D принтер от Anycubic. Одновременно продаются сразу две модели: PHOTON и PHOTON-S. Последняя чуть дороже, имеет конструктивные изменения, но обе печатают отлично. Из особенностей выделю патентованный шарнирный механизм крепления столика, который облегчает выравнивание. Обе модели PHOTON имеют разрешение печати:  2560 х 1440 точек, размеры рабочей области: 115 х 65 х 155 мм. Все модели в наличии в Москве, заодно не забудьте прикупить быстрый фотополимер Anycubic — один из самых дешевых.

Фотополимерный принтер Anet N4 LCD

3D принтер Anet N4

Интересная модель от Anet — фотополимерный принтер модели «N4» с разрешением печати:  2560 х 1440 точек, и размерами рабочей области: 120 х 65 х 138 мм. А вот цена радует — это один из самых бюджетных принтеров с 2К разрешением. Минимальный размер «пикселя» 40 микрон. Не забудьте прихватить на пробу фотополимерную смолу Anet.

Интересный фотополимерный 3D принтер Nova

Принтер Nova3D

Необычный 3D принтер выпустила компания Nova3D — стильный офисный компактный принтер для фотополимерной печати. Из особенностей — использована точная рельса Т-rail, столик имеет регулировку наклона для удобства юстировки. Размер области печати 130 х 70 х 150 мм. Разрешение печати 2К (2560 х 1440 точек). Внимание: предусмотрена оффлайновая печать (с USB Накопителя), а также подключение по сети LAN и через WiFi. Принтеры доступны в России.

Профессиональные принтеры Wanhao

Wanhao Duplicator D7Wanhao Duplicator D8 новинка 2019 года

Одни из самых продуманных и самых продаваемых — 3D принтеры от Wanhao. В российском представительстве доступны сейчас две модели фотополимерных принтеров — Duplicator D7 (обновленная модель) и Duplicator D8 (новинка 2019 года). Обе модели заслужено считаются лучшими для фотополимерной печати, что касается новинки D8, то выделю большую площадь печати (192 x 120 x 180 мм). Из «фишек» — WiFi подключение. 

Большой фотополимерный 3D принтер Kelant

Kelant S400

Ну и одна из недорогих офисных моделей большого формата — Kelant S400. Размер области печати 192 х 120 х 200 мм, высокая мощность ультрафиолетовой матрицы (суммарная мощность потребления около 140 Вт) — все это дает возможность печатать быстро и качественно. Принтер доступен при заказе с Москвы, доставка IML (курьер). 

Итак, в подборку вошли самые популярные, недорогие и востребованные модели SLA-принтеров. Ряд моделей остался за рамками статьи, я думаю, в ближайшее время сделаю продолжение, чтобы охватить все, плюс добавлю в рекомендации фотополимерную смолу. Кстати, большинство магазинов, специализирующихся на 3D печати, как на Алиэкспресс, так и у нас локально, предлагают свои варианты фотополимером, причем есть недорогие и хорошие варианты. При выборе учитывайте действующие купоны магазинов, а также выбирайте местную доставку (из России/RU).

x+7 (499) 322-23-19Пн–пт 10:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00 Напишите нам Свяжитесь с директором Каталог Услуги Акции О нас Мастер-классы Мероприятия Оплата и доставка Что с моим заказом? Гос. закупки Блог Контакты Назад 3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать для стоматологииЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классы Назад 3D ПринтерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеПромышленныеАксессуарыЗапчастиОбласть примененияДизайнАрхитектураУпаковкаРекламаМакетированиеПищевыеМедицинаСувенирная продукцияЮвелирное делоСтроительныеОбразованиеСтоматологияПроизводство3D СканерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеКоординатно-измерительные системыАксессуарыОбласть примененияСтоматологияПротезированиеОбразованиеРеверс-инжинирингМетрологический контрольЮвелирное делоЭнергетическая отрасльСканирование людейАрхитектураСтанкиТип оборудованияГравёры с ЧПУФрезерные станки с ЧПУТокарные станки с ЧПУЛазерные граверыЛазерные маркерыCAD CAMСопутствующее оборудование и аксессуарыСофт для ЧПУРоботыТип оборудованияПромышленныеКоллаборативныеПерсональные—> ОбразовательныеГрипперыТехническое зрениеАксессуары и детали для роботовОбразованиеТип оборудования3D-принтеры3D-сканерыСтанкиРоботехникаVRГаджетыМатериалыПОЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТРоботизированная ячейка для школ и университетовСтоматологамТип оборудованияCADCAM 3D-принтерыCADCAM сканерыCADCAM фрезерыCADCAM материалыПескоструйные аппаратыВысокотемпературные печиВакуумные формовщикиВоскотопкиПароструйные аппаратыПолимеризаторыВибростолы3D-печать для стоматологов и зубных техниковВакуумные смесителиУльтразвуковые мойкиОборудование для изготовления элайнеровГаджетыТип оборудованияВиртуальная реальностьДополненная реальностьVR аттракционыПанорамные камерыVR контроллерыКомпьютеры в сбореКомплексные решения для VR3D ручки3D мышиАксессуарыПоворотные столыКвадрокоптерыМатериалыТип оборудованияABSPLAHIPSFLEXPVAFilamentarnoФотополимерная смолаПостобработкаМатериалы для литья в силиконМатериалы для ЧПУАдгезионные материалыМатериалы для профессионального оборудованияВсе материалыПОТип оборудованияДля подготовки к печатиДля сканированияДля медициныДля измеренийДля ЧПУРешенияТип оборудованияФраншиза Top 3D ShopОборудование для изготовления элайнеровРоботизированная ячейка для школ и университетовСтудия 3D-печати для регионовЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТКомплексные решения для VRНИОКР/КонсалтингРоботизация производстваУчебный центрТип оборудованияОбщий мастер-класс по 3D-печати и 3D-сканированиюПрактический мастер-класс по 3D-печатиПрактический мастер-класс по 3D-сканированиюМастер-класс по цифровой стоматологииОбучение работе с 3D-техникойСеминар по технологиям прототипированияУслугиТип оборудования3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать композитными пластикамиЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классы+7 (499) 322-23-19Пн–пт 09:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00 Киев Корзина пустаКорзина пуста+7 (499) 322-23-19Пн–пт 09:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00Напишите нам Свяжитесь с директором Каталог Услуги Акции О нас Мастер-классы Мероприятия Оплата и доставка Что с моим заказом? Гос. закупки Блог Контакты 3D ПринтерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеПромышленныеАксессуарыЗапчастиОбласть примененияДизайнАрхитектураУпаковкаРекламаМакетированиеПищевыеМедицинаСувенирная продукцияЮвелирное делоСтроительныеОбразованиеСтоматологияПроизводство3D СканерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеКоординатно-измерительные системыАксессуарыОбласть примененияСтоматологияПротезированиеОбразованиеРеверс-инжинирингМетрологический контрольЮвелирное делоЭнергетическая отрасльСканирование людейАрхитектураСтанкиТип оборудованияГравёры с ЧПУФрезерные станки с ЧПУТокарные станки с ЧПУЛазерные граверыЛазерные маркерыCAD CAMСопутствующее оборудование и аксессуарыСофт для ЧПУРоботыТип оборудованияПромышленныеКоллаборативныеПерсональные—> ОбразовательныеГрипперыТехническое зрениеАксессуары и детали для роботовОбразованиеТип оборудования3D-принтеры3D-сканерыСтанкиРоботехникаVRГаджетыМатериалыПОЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТРоботизированная ячейка для школ и университетовСтоматологамТип оборудованияCADCAM 3D-принтерыCADCAM сканерыCADCAM фрезерыCADCAM материалыПескоструйные аппаратыВысокотемпературные печиВакуумные формовщикиВоскотопкиПароструйные аппаратыПолимеризаторыВибростолы3D-печать для стоматологов и зубных техниковВакуумные смесителиУльтразвуковые мойкиОборудование для изготовления элайнеровГаджетыТип оборудованияВиртуальная реальностьДополненная реальностьVR аттракционыПанорамные камерыVR контроллерыКомпьютеры в сбореКомплексные решения для VR3D ручки3D мышиАксессуарыПоворотные столыКвадрокоптерыМатериалыТип оборудованияABSPLAHIPSFLEXPVAFilamentarnoФотополимерная смолаПостобработкаМатериалы для литья в силиконМатериалы для ЧПУАдгезионные материалыМатериалы для профессионального оборудованияВсе материалыПОТип оборудованияДля подготовки к печатиДля сканированияДля медициныДля измеренийДля ЧПУРешенияТип оборудованияФраншиза Top 3D ShopОборудование для изготовления элайнеровРоботизированная ячейка для школ и университетовСтудия 3D-печати для регионовЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТКомплексные решения для VRНИОКР/КонсалтингРоботизация производстваУчебный центрТип оборудованияОбщий мастер-класс по 3D-печати и 3D-сканированиюПрактический мастер-класс по 3D-печатиПрактический мастер-класс по 3D-сканированиюМастер-класс по цифровой стоматологииОбучение работе с 3D-техникойСеминар по технологиям прототипированияУслугиТип оборудования3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать композитными пластикамиЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классыИспользуемые источники:

• https://habr.com/post/399003/
• https://www.ixbt.com/live/topcompile/sla-printers.html
• https://top3dshop.ru/blog/lcd-3d-printers-review.html