رفتن به نوارابزار
خرد ۲۰

مواد اولیه پرینتر سه بعدی SLA/DLP

مواد اولیه پرینتر سه بعدی SLA/DLP

در این مطلب ما رزین های اصلی که در پرینت سه بعدی SLA (و DLP) استفاده می شوند – رزین استاندارد، سخت، بادوام، مقاوم در برابر حرارت، انعطاف پذیر، دندانپزشکی و قابل ریخته گری- را با هم مقایسه می کنیم. با مقایسه خواص این مواد اولیه می توانید به رزین مناسب برای کاربرد خود برسید.

استریولیتوگرافی یا پرینتر سه بعدی SLA می تواند قطعات پلاستیکی را با کیفیت و دقت بسیار بالا، جزئیات دقیق و سطح صیقلی تولید کند. رزین های پرینتر سه بعدی SLA از تنوع زیادی برخوردار هستند و می توانند کاربردهای زیادی در صنعت های مختلف داشته باشند:

  • رزین استاندارد برای نمونه سازی سریع به کار می رود.
  • رزین های مهندسی برای قطعاتی که نیاز به خواص ویژه ی حرارتی و مکانیکی دارند مناسب هستند.
  • رزین های پزشکی و دندانپزشکی دارای مجوزهای بهداشتی هستند.
  • رزین های ریخته گری و قالب گیری پس از سوختن به طور کامل بخار می شوند و اثری از آنها به جای نمی ماند.

قابلیت ها و محدودیت های اصلی متریال ها و رزین های SLA در ادامه به طور خلاصه آورده شده است. این مطلب می تواند به شما در انتخاب رزین SLA مناسب کمک زیادی کند.


بررسی اجمالی متریال های SLA

پرینتر سه بعدی SLA از یک لیزر UV برای تبدیل رزین مایع حساس به نور به رزین جامد استفاده می کند. این پروسه فتوپلیمریزاسیون نامیده می شود. چیزی که باعث تفاوت خواص رزین های مختلف می شود ترکیبات متفاوت مونومرها، الیگمرها و دیگر افزودنی ها است.

پرینتر سه بعدی SLA و DLP قطعات را با پلیمرهای ترموست تولید می کند. فواید و محدودیت های اصل مواد اولیه SLA در ادامه آورده شده است:

مثبت:

  • نرم، تزریق پلاستیک-مانند، سطح صیقلی
  • جزئیات بالا و دقیق
  • سختی بالا

منفی:

  • نسبتا شکننده (افزایش طول پایین در نقطه شکست)
  • نامناسب برای استفاده در محیط آزاد: خواص ماده می تواند به مرور زمان با قرار گرفتن در معرض نور خورشید (UV) تغییر کند.
  • حساس به خش و ساییدگی

برای اطلاعات بیشتر در مورد مکانیک پرینتر سه بعدی SLA می توانید به این بخش از مدرسه پرینت سه بعدی مراجعه کنید.


رزین های استاندارد SLA

رزین استاندارد

رزین های استاندارد، قطعات را با سختی و کیفیت بالا و سطح صیقلی تولید می کند. هزینه پایین این رزین باعث می شود گزینه مناسبی برای نمونه سازی باشد.

رنگ رزین روی خواص آن تاثیر می گذارد. برای مثال رزین طوسی برای قطعاتی با جزئیات بالا مناسب است در حالی که رزین سفید می تواند سطوحی بسیار صیقلی بسازد.

مثبت:

  • جزئیات دقیق و بالا
  • سطح صیقلی
  • اقتصادی ترین رزین SLA

منفی:

  • شکننده
  • مقاومت پایین در برابر ضربه
  • مقاومت حرارتی پایین

ایده آل برای: کانسپت مدل، نمونه سازی سریع، مدل های هنری

ابزار شنیداری پرینت سه بعدی با تکنولوژی SLA

ابزار شنیداری پرینت سه بعدی با تکنولوژی SLA


رزین شفاف

خواص مکانیکی رزین شفاف تقریبا مشابه رزین استاندارد است با این تفاوت که می تواند با پرداخت و پولیش کافی به شفافیت کامل برسد.

برای اطلاعات بیشتر در مورد پرداخت و پولیش SLA می توانید به این بخش از مدرسه پرینت سه بعدی مراجعه کنید.

مثبت:

  • جزئیات بالا و دقیق
  • سطح صیقلی
  • شفاف

منفی:

  • شکننده
  • مقاومت پایین در برابر ضربه
  • شفافیت قطعه با قرار گرفتن در معرض نور UV (تابش خورشید) می تواند تغییر کند.

ایده آل برای: نشان دادن جزئیات داخلی، جای LED ، میکروفلوید

یک محفظه پرینت سه بعدی شده با رزین شفاف SLA در مراحل مختلف پست پروسس.

یک محفظه پرینت سه بعدی شده با رزین شفاف SLA در مراحل مختلف پست پروسس.


رزین های مهندسی SLA

رزین های مهندسی می توانند قطعاتی مشابه قطعات تزریق پلاستیک با تنوع متریال گسترده ای تولید کنند. این رزین ها می توانند برای نمونه سازی، آزمایش و تولید محصول استفاده شوند.

همه رزین های مهندسی SLA برای بهبود خواص مکانیکی نیاز به کیور مجدد در معرض نور UV دارند.

رزین سخت و بادوام Tough (شبه-ABS)

 

رزین سخت و بادوام برای قطعاتی که تحت فشار و سایش زیادی قرار دارند مناسب است. قطعاتی که با این متریال پرینت می شوند مقاومت کششی(۵۵.۷ مگاپاسکال) و مدول الاستیسیته(۲.۷ GPA)ای دارند که قابل قیاس با ABS است.

این رزین می تواند قطعات محکم، غیرشکننده و نمونه های کاربردی را به خوبی تولید کند.

مثبت:

  • سختی بالا
  • مقاومت بالا در برابر نیروهای جانبی

منفی:

  • نامناسب برای دیواره های نازک ( حداقل ضخامت دیواره باید ۱ میلیمتر باشد.).
  • مقاومت حرارتی پایین
  • نسبتا شکننده

 

ایده آل برای: نمونه های کاربردی، قطعات مکانیکی

یک کوادکوپتر پرینت سه بعدی شده با SLA با رزین تاف شبه-ABS.

یک کوادکوپتر پرینت سه بعدی شده با SLA با رزین تاف شبه-ABS.

رزین بادوام (شبه-PP یا پلی پروپیلن)

رزین بادوام، یک متریال SLA مقاوم در برابر سایش است که انعطاف پذیر نیز است.  خواص مکانیکی این رزین مشابه PP یا پلی پروپیلن است.

رزین بادوام می تواند برای قطعاتی که نیاز به انعطاف بالا، سطح صیقلی و اصطکاک پایین دارند استفاده شود. این متریال به خصوص برای محصولات مصرفی با اتصالات جوینت، اسنپ فیت و قطعات متحرک مناسب است.

 

مثبت:

  • مقاومت بالا در برابر سایش و خش
  • انعطاف پذیر
  • مقاومت بالا در برابر ضربه

منفی:

  • نامناسب برای قطعاتی با دیواره های نازک(حداقل ضخامت دیواره ۱میلیمتر است.).
  • مقاومت حرارتی پایین
  • مقاومت کششی پایین

 

ایده آل برای: نمونه های کاربردی، محصولات مصرفی، قطعات مکانیکی نیازمند اصطکاک و سایش کم.

یک جعبه ابزار ساخته شده با پرینتر سه بعدی SLA و متریال رزین بادوام. تصویر متعلق به Formlabs

یک جعبه ابزار ساخته شده با پرینتر سه بعدی SLA و متریال رزین بادوام. تصویر متعلق به Formlabs

 

رزین مقاوم در برابر حرارت

رزین مقاوم در برابر حرارت برای ساخت قطعاتی که نیاز به پایداری در حرارت های بالا دارند استفاده می شود.

دمای تغییر شکل این رزین های چیزی بین ۲۰۰-۳۰۰ درجه بوده و برای ساخت تجهیزات مقاوم در برابر حرارت، نمونه های قالب ها، تجهیزات عبور مایعات و هوای گرم، قالبگیری تزریق پلاستیک و بسیاری صنایع دیگر استفاده می شود.

برای اطلاع بیشتر از نقش پرینت سه بعدی در تزریق پلاستیک می توانید به این بخش مراجعه کنید.

مثبت:

  • دمای تغییر شکل بالا
  • سطح صیقلی

منفی:

  • شکننده
  • نامناسب برای قطعاتی با دیواره های نازک(حداقل ضخامت دیواره ۱میلیمتر است.).

ایده آل برای: نمونه سازی قالب، قالبگیری و تزریق پلاستیک.

یک قالب پرینت سه بعدی تیراژ پایین SLA با رزین مقاوم در برابر حرارت. تصویر متعلق به formlabs

یک قالب پرینت سه بعدی تیراژ پایین SLA با رزین مقاوم در برابر حرارت. تصویر متعلق به formlabs

رزین انعطاف پذیر (لاستیکی)

رزین انعطاف پذیر به مهندسان اجازه شبیه سازی قطعات لاستیکی با سطح نرم را می دهد. این متریال مدول کششی پایین و افزایش طول در نقطه شکست بسیار بالایی دارد. کاربرد اصلی این متریال در ساخت قطعاتی است که خم شده یا فشرده می شوند.

رزین انعطاف پذیر SLA همچنین می تواند برای ساخت ارگونومیک محصولات مصرفی به عنوان متریال ثانویه به کار رود. نمونه های بسته بندی، نمونه های پوشیدنی، دستگیره و… از جمله این محصولات است.

مثبت:

  • انعطاف پذیری بالا
  • سختی پایین
  • مقاومت بالا در برابر ضربه

منفی:

  • خواص لاستیک واقعی را ندارد
  • نسبت به دیگر متریال ها نیاز بیشتری به سازه ساپورت دارد
  • بر اثر مرور زمان تحلیل می رود.(به خصوص در معرض نور آفتاب)
  • نامناسب برای قطعاتی با دیواره های نازک(حداقل ضخامت دیواره ۱میلیمتر است.).

ایده آل برای: نمونه های پوشیدنی، مونتاژ قطعات چند متریاله، دستگیره ها، ریخته گری

نمونه تایر خودرو، ساخته شده با پرینتر سه بعدی SLA و رزین انعطاف پذیر لاستیکی. تصویر متعلق به Formlabs

نمونه تایر خودرو، ساخته شده با پرینتر سه بعدی SLA و رزین انعطاف پذیر لاستیکی. تصویر متعلق به Formlabs


رزین سرامیکی

رزین های سرامیکی رزین های ترکیبی هستند که توسط شیشه یا دیگر ذرات سرامیکی پر شده اند ، این رزین ها قطعاتی سفت و سخت ، با سطح کاملا صیقلی تولید می کنند.

رزین های سرامیکی پایداری حرارتی و مقاومت حرارتی بالایی دارند. (دمای تغییرشکل این رزین ها در نیروی ۰.۴۵مگاپاسکال حدود ۸۸درجه است.).  این رزین ها مدول الاستیسیته بالایی داشته و نسبت به دیگر رزین های SLA بادوام تر هستند.

رزین سرامیکی برای پرینت سه بعدی قطعاتی با دیواره های نازک(حداقل ضخامت دیواره ۱۰۰میکرون) و جزئیات ریز مناسب است.

یکی از کاربردهای اصلی رزین سرامیکی در ساخت طلا و جواهر در تیراژ است. این رزین با مقاومت و دقت بسیار مناسبی که دارد می تواند قطعاتی دقیق و ایده آل برای لاستیک گیری تولید کند. پس از لاستیک گیری از قطعه، می توان پروسه ریخته گری را با قالب به دست آمده انجام داد و محصولات قابل عرضه در بازار از جنس طلا، نقره و یا برنز تولید کرد.   

در حال حاضر بیشتر حجم ساخت طلا و جواهر بازار با استفاده از پرینترهای سه بعدی تولید می شوند. برای ساخت این قالب ها در تعداد از رزین سرامیکی استفاده شده و برای ساخت تکی آنها از رزین ریخته گری مستقیم استفاده می شود.

مثبت:

  • سختی بالا
  • مناسب برای قطعاتی با جزئیات بالا
  • مقاومت حرارتی نسبتا خوب

منفی:

  • شکننده
  • مقاومت پایین در برابر ضربه

 

ایده آل برای: قالب ها و ماشینکاری ، لاستیک گیری و ریخته گری، تجهیزات نوری، محفظه های قطعات الکتریکی و قطعات خودرو

تجهیزات مدیریت گرمایی ساخته شده با پرینتر سه بعدی SLA و رزین سرامیکی. تصویر متعلق به Formlabs.

تجهیزات مدیریت گرمایی ساخته شده با پرینتر سه بعدی SLA و رزین سرامیکی. تصویر متعلق به Formlabs.


انتخاب رزین مناسب برای کاربرد شما

جدول پایین به طور خلاصه خواص متریال های مختلف پرینتر سه بعدی SLA را با یکدیگر مقایسه می کند.

رزین استاندارد و شفاف رزین سخت و مستحکم رزین بادوام رزین مقاوم در برابر حرارت رزین سرامیکی
IZOD مقاومت در برابر ضربه(J/m) ۲۵ ۳۸ ۱۰۹ ۱۴ N/A
انعطاف پذیری (%) ۶.۲ ۲۴ ۴۹ ۲.۰ ۵.۶
مقاومت کششی(MPa) ۶۵.۰ ۵۵.۷ ۳۱.۸ ۵۱.۱ ۷۵.۲
مدول کششی (GPa) ۲.۸۰ ۲.۸۰ ۱.۲۶ ۳.۶۰ ۴.۱۰
مدول خمشی (GPa) ۲.۲ ۱.۶ ۰.۸۲ ۳.۳ ۳.۷
دمای تغییر شکل @ ۰.۴۵ MPa (oC) ۷۳ ۴۸ ۴۳ ۲۸۹ ۸۸

منبع: Formlabs

رزین استاندارد مقاومت کششی بالا داشته اما بسیار شکننده است به همین  دلیل برای قطعات کاربردی زیاد مناسب نیست. قابلیت ساخت جزئیات دقیق آن را برای نمونه های تصویری و مدل های هنری مناسب به یک متریال ایده آل تبدیل می کند.

رزین بادوام بیشترین مقاومت و افزایش طول در نقطه شکست را نسبت به دیگر رزین های SLA دارد. این رزین برای نمونه سازی قطعات متحرک و جوینت ها مناسب است. مقاومت این متریال از ترموپلاستیک های دیگر پرینت سه بعدی مثل نایلون SLS کمتر است.

رزین سخت و مستحکم خواصی بین رزین های بادوام و استاندارد دارد این متریال مقاوم برای قطعات تحت فشاری که نیاز به سختی بالایی دارند استفاده می شود.

رزین مقاوم در برابر حرارت می تواند دمای بالای ۲۰۰ درجه سلسیوس را تحمل کند اما مقاومت پایینی در برابر ضربه داشته و از رزین استاندارد هم شکننده تر است.

رزین سرامیکی بالاترین مقاومت کششی و مدول خمشی را در بین متریال های SLA و DLP دارد. ضعف این متریال در شکنندگی آن است. (مقاومت پایین در برابر ضربه و افزایش طول در نقطه شکست پایین.) برتری این رزین نسبت به دیگر رزین های مهندسی  SLA ، سختی بسیار بالای آن و توانایی بالای آن در ساخت جزئیات است.

گراف هایی که در ادامه آمده است خواص مکانیکی بیشتر متریال های SLA معمول را با یکدیگر مقایسه می کنند:

جدول مقایسه ی افزایش طول در نقطه شکست و مقاومت در برابر ضربه برای رزین های پراستفاده استاندارد و مهندسی SLA . تصویر از Formlabs

جدول مقایسه ی افزایش طول در نقطه شکست و مقاومت در برابر ضربه برای رزین های پراستفاده استاندارد و مهندسی SLA . تصویر از Formlabs

نمودارهای فشار-کشش برای متریال های استاندارد و مهندسی sla. تصویر متعلق به Formlabs

نمودارهای فشار-کشش برای متریال های استاندارد و مهندسی sla. تصویر متعلق به Formlabs

جدول مقایسه ای خواص مکانیکی رزین های مهندسی SLA. تصویر از Formlabs

خواص مکانیکی رزین های مهندسی SLA. تصویر از Formlabs


رزین های پزشکی و دندانپزشکی SLA

قطعات رزینی سفارشی سازی شده ویژه پزشکی (زیست سازگار کلاس ۱)

رزین های بیوکامپتیبل یا زیست سازگار کلاس  می توانند برای ساخت ابزار پزشکی سفارشی مثل راهنماهای جراحی استفاده شوند.(سرجیکال گاید)  قطعاتی که با رزین پرینت سه بعدی می شوند می توانند برای استفاده مستقیم در اتاق جراحی با استفاده از بخار استرلیزه شوند.

مثبت:

  • دقت بالا
  • سطح صیقلی
  • زیست سازگار کلاس ۱ برای استفاده کوتاه مدت

منفی:

  • مقاومت متوسط در برابر سایش و ترک.

ایده آل برای: ابزارهای کمکی جراحی.

سرجیکال گاید یا راهنمای جراحی دندانپزشکی پرینت شده با SLA و رزین پزشکی.

سرجیکال گاید یا راهنمای جراحی دندانپزشکی پرینت شده با SLA و رزین پزشکی.

رزین بلند مدت زیست سازگار دندانپزشکی (زیست سازگار کلاس ۲a)

این رزین ها ویژه ساخت ابزار برای استفاده بلندمدت دندانپزشکی ساخته شده اند. رزین های زیست سازگار کلاس IIa می توانند تا یک سال در تماس با بدن انسان باشند.

مقاومت بالای این رزین ها در برابر سایش و ترک خوردگی آنها را به متریال های مناسبی برای تولید اسپلینت و نگهدارنده های سفارشی تبدیل می کند.

مثبت:

  • دقت بالا
  • مقاومت بالا در برابر سایش و ترک خوردگی
  • زیست سازگار کلاس II

منفی:

  • هزینه بالا

ایده آل برای: کاربردهای پزشکی بلندمدت، قطعات پزشکی مقاوم در برابر سایش و ترک خوردگی، اسپلینت و نگهدارنده(ریتینر) ها.

یک ریتینر دندانپزشکی ، ساخته شده با پرینتر سه بعدی SLA و رزین زیست سازگار بلندمدت دندانپزشکی. تصویر متعلق به Formlabs.

یک ریتینر دندانپزشکی ، ساخته شده با پرینتر سه بعدی SLA و رزین زیست سازگار بلندمدت دندانپزشکی. تصویر متعلق به Formlabs.

زیست سازگاری (بیوکامتیبل) کلاس یک و کلاس دوa چه تفاوتی دارند؟

زیست سازگاری کلاس یک به متریال هایی گفته می شود که می توانند در موارد زیر استفاده شوند:

  • دستگاه های غیرتهاجمی که در تماس با پوست سالم قرار می گیرند.
  • ابزارهایی برای استفاده موقت یا کوتاه مدت داخل دهان، کانال گوش و یا بینی.
  • ابزارهای جراحی با قابلیت استفاده مجدد.

زیست سازگاری کلاس دو-آ به متریال هایی گفته می شود که می توانند در موارد زیر استفاده شوند.:

  • دستگاه هایی که در تماس با ترشحات بدن یا زخم های باز قرار می گیرند.
  • دستگاه هایی که برای مدیریت، حذف و انتقال مواد به بیرون یا درون بدن انسان استفاده می شوند.
  • دستگاه های موقتی تهاجمی، مثل ادوات تهاجمی جراحی.
  • دستگاه های ایمپلنت داخل دندان برای استفاده بلند مدت.

رزین های ریخته گری

رزین ریخته گری طلا و جواهر

این متریال امکان پرینت سه بعدی قطعات با جزئیات دقیق و سطح کاملا صیقلی را فراهم می کند. ویژگی اصلی این رزین ها تبخیر کامل آنها در دمای کوره است.

رزین ریخته گری دقیق امکان تولید قطعات طلا و نقره را به طور مستقیم از مدل سه بعدی فراهم می کند. قطعه پرینت سه بعدی شده به عنوان قالب ریخته گری مستقیم و یا لاستیک گیری استفاده شده و در پروسه ریخته گری تبخیر می شود و اثری از خود به جای نمی گذارد. رزین ریخته گری دقیق برای ساخت طلا و جواهر و قطعات ریز با جزئیات بالا یک متریال ایده آل است. استفاده از این رزین یکی از مراحل بسیار زمان بر طلاسازی – ساخت قالب و لاستیک گیری- را حذف می کند و سرعت رسیدن به یک محصول نهایی طلا و جواهر را بالا می برد.

ساخت طلا و جواهرآلات با پیچیده ترین جزئیات و دیواره های بسیار نازک با استفاده از رزین ریخته گری مستقیم امکان پذیر شده است.

مثبت:

  • تبخیر کامل در ریخته گری (خاکستر کمتر از ۰.۰۲%)
  • جزئیات بالا و دقیق

منفی:

  • مقاومت پایین در برابر سایش و ضربه
  • نیازمند پولیش و پرداخت پس از کندن ساپورت یا پس از ریخته گری

ایده آل برای: ریخته گری دقیق ، ساخت طلا و جواهر

یک قالب ریخته گری دقیق طلا و جواهر به همراه ساپورت ها - ساخته شده با پرینتر سه بعدی DLP و رزین ریخته گری مستقیم

یک قالب ریخته گری دقیق طلا و جواهر به همراه ساپورت ها – ساخته شده با پرینتر سه بعدی DLP و رزین ریخته گری مستقیم


اگر متن را کامل نخواندید:

  • برای ساخت نمونه های تزریق پلاستیک-مانند با سطوح صیقلی رزین استاندارد را انتخاب کنید.
  • در نمونه سازی کارکردی اگر سختی قطعه از اهمیت بالایی برخوردار است حتما رزین سخت و مستحکم و اگر نمونه شما دارای قطعات متحرک یا در معرض ضربه است رزین بادوام را انتخاب کنید. از رزین سرامیکی برای قطعاتی با جزئیات بالا و برای لاستیک گیری طلا و جواهر استفاده کنید.
  • رزین انعطاف پذیر حالتی لاستیکی داشته، سختی کم و انعطاف پذیری بسیار بالایی دارد اما عملکرد لاستیک واقعی را ندارد.
  • رزین مقاوم در برابر حرارت می تواند دمای بالاتر از ۲۰۰درجه را هم تحمل کند اما شکننده است.
  • رزین های زیست سازگار کلاس یک پزشکی برای تماس خارجی با بدن انسان مناسب هستند در حالی که از رزین های زیست سازگار (بیوکامپتیبل) کلاس دو می توان برای دستگاه ها و ابزارهای تهاجمی موقت استفاده کرد.کاربرد اصلی این رزین ها در پزشکی و دندانپزشکی است.
  • رزین های قالب گیری و ریخته گری برای ساخت طلا و جواهر به کار می روند. رزین ریخته گری مستقیم در کوره به طور کامل تبخیر شده و اثری از خود به جای نمی گذارد.  
آیا این مطلب به دردتان خورد؟
نه زیاد 0

نظرات کاربران

ثبت نام ورود فراموشی رمز عبور

@

اخیرا فعالیتی نداشته