Для быстрой связи, звоните:   Иконка WhatsApp    иконка VIBER    +7 (925) 596-66-79

Что нужно знать о калибровке фотополимерного 3D-принтера


В данной статье мы рассмотрим, как осуществляется калибровка фотополимерного 3D-принтера, и разберем ключевые моменты, которые необходимо знать перед началом калибровки.

Основные настройки

Целью калибровки фотополимерного 3D-принтера является достижение сбалансированных значений трех основных настроек:



Время экспозиции одного слоя


Разрешение в плоскости XY

(т. е. размер пикселя или лазерного пятна)

Толщина слоя

(разрешение по оси Z)



Время экспозиции одного слоя

Наиболее важным параметром является время экспозиции одного слоя. Этот параметр определяет длительность световой экспозиции для одного слоя печатаемой 3D-модели. Данный термин применим к 3D-принтерам на основе технологий DLP и LED/LCD, поскольку в таких устройствах экспозиции подвергается весь слой сразу, в то время как лазерные SLA-принтеры "рисуют" каждый слой. К лазерным принтерам понятие "время экспозиции" напрямую не применяется, поскольку в таких устройствах предусмотрена возможность регулировать мощность и скорость лазера. Увеличить световую экспозицию 3D-фотополимера с помощью лазера можно либо за счет увеличения его мощности, либо за счет замедления его работы.

Неверная настройка времени экспозиции является одной из основных причин неудач при фотополимерной печати. Помимо такой очевидной проблемы, как потеря точности деталей и габаритов, неправильная настройка экспозиции чревата и другими неприятными последствиями. Чрезмерно длительная экспозиция обычно приводит к следующим проблемам.

Переоблучение

Этот эффект наблюдается в тех случаях, когда свет проникает в материал слишком глубоко и тем самым нарушает сбалансированность затвердевания. Это приводит к потере точности деталей и габаритов по оси Z. Малые детали печатаемой модели получаются слишком большими.

Если вы заметили такой эффект, уменьшите время экспозиции (время затвердевания). После печати еще одной пробной модели оцените разницу в точности и при необходимости скорректируйте настройки еще раз.

Эффект рассеивания

Наблюдается в тех случаях, когда нарушается заданная прямая траектория света, что приводит к полимеризации в нежелательных направлениях. Обычно это происходит из-за отсутствия в смоле пигмента, блокирующего свет. Чрезмерно длительное время затвердевания может усилить эффект рассеивания. Эффект рассеивания точно так же приведет к потере точности деталей и размеров как по оси Z, так и в плоскости XY.

Данная проблема решается путем уменьшения времени экспозиции и/или добавления светового блокирующего пигмента в фотополимер. В большинстве случаев трудно решить проблему эффекта рассеивания, не меняя тип материала для 3D-печати.


В случае же недостаточно длительной экспозиции возникают следующие проблемы.

Эффект недостаточного затвердевания

Обычно проявляется в виде расслоения в середине детали из-за недостаточной адгезии слоя и приводит к частичному или даже полному прилипанию модели ко дну платформы с фотополимером. Также вероятна существенная потеря точности малых и сложных деталей. Они будут получаться слишком маленькими или вообще отсутствовать.

Попробуйте увеличить время экспозиции. После повторной печати тестового образца обратите внимание на качество мелких деталей.

Недостаточная адгезия 3D-модели к рабочему столу

Недостаточная адгезия модели к рабочему столу может привести к падению модели и повреждению платформы с фотополимером. Наиболее типичная картина в таком случае — толстый слой фотополимера для 3D-печати, затвердевший на дне платформы, и полное отсутствие модели на рабочем столе.

Увеличьте время экспозиции нижнего слоя. Оно должно примерно в 10 раз превышать нормальное время экспозиции одного слоя.


Невозможно охарактеризовать параметр времени экспозиции отдельно от остальных параметров, поскольку первый зависит от последних является их производным. Давайте рассмотрим другие параметры и выясним, как они влияют на время экспозиции. Мы также перечислим и те факторы, которые оказывают не столь существенное влияние на экспозицию, но о которых тем не менее не следует забывать.

Разрешение (оси X и Y)

Разрешение XY — это размер отдельного пикселя для систем на базе LCD/LED и DLP, а также диаметр лазерного пятна для лазерных SLA-систем. Для систем  на базе LCD/LED и SLA разрешение XY, как правило, является фиксированным показателем, поэтому вам не нужно беспокоиться об изменении экспозиции в связи с регулировкой разрешения XY. Если у вас DLP-проектор с регулируемым разрешением, его расположенире может существенно повлиять на время экспозиции. При перемещении проектора вверх вы уменьшаете рабочий объем, а значит, вся мощность источника света (в мВт) сконцентрирована на меньшей площади (см2), соответственно, увеличивается освещенность (мВт/см2). Как следствие, фотополимер получает больше световой энергии, что приводит к сокращению времени экспозиции и ускорению химической реакции. Тот же принцип работает в обратную сторону при увеличении расстояния проектора от лотка с фотополимером. В этом случае вся энергия света концентрируется на большей площади, показатель освещенности уменьшается, а фотополимер получает меньше энергии на единицу площади. Это приводит к увеличению времени экспозиции и замедлению химической реакции.

Толщина слоя (разрешение Z)

Параметр "толщина слоя" определяет толщину одного слоя печатаемой модели. Иначе этот параметр называется "разрешение Z". Вы можете выбрать из наиболее распространенных вариантов данного показателя, которые составляют 50 мкм и 100 мкм, но, если вам нужна чрезвычайно качественная и гладкая поверхность, есть смысл обратить внимание на 25 мкм. Все, что находится между этими цифрами, также совершенно нормально, но не очень распространено. Следует также помнить, что практическая разница между 50 и 25 мкм при использовании тщательно откалиброванного устройства ничтожно мала, в то время как разница во времени печати — огромна.

Очень трудно вывести некую закономерность относительно того, как меняется время экспозиции при изменении толщины слоя. Интенсивность прохождения света через среду уменьшается в геометрической прогрессии. При этом абсорбционные свойства 3D-смолы и ее компонентов определяют отношение между длительностью экспозиции и толщиной слоя, которое не является линейным. Однако в AmeraLabs применяется определенное эмпирическое правило, которым мы поделимся с вами и которое вы также можете использовать. Если вы опускаете параметр толщины слоя ниже 75-100 мкм и сохраняете разрешение XY постоянным, то для уменьшения толщины слоя на 50% необходимо уменьшить время экспозиции на 25%. Это правило несколько субъективно, и в некоторых случаях верное время экспозиции может быть даже меньше, но это — хороший ориентир.


Уменьшение толщины слоя на 50% = уменьшение экспозиции на 25%


Как часто следует калибровать 3D-принтер?

Помимо первичной калибровки 3D-принтера сразу после покупки, существует довольно много случаев, когда настоятельно рекомендуется повторить процедуру.

При замене фотополимерной смолы для 3D-печати

Если вы меняете производителя смолы для 3D-печати, настоятельно рекомендуется повторить процедуру калибровки. Каждая марка фотополимера имеет свою реакционную способность и концентрацию пигмента/краски. С некоторыми производителями фотополимеров приходится повторять калибровку после вскрытия каждой новой бутылки, потому что не всегда известно, когда она была произведена и был ли осуществлен надлежащий контроль качества. В AmeraLabs каждая партия материалов подвергается огромному числу научно обоснованных процедур тестирования с использованием различных фотополимерных 3D-принтеров для поддержания неизменно высокого уровня качества.

Каждые 3–6 месяцев

Источник света 3D-принтера стареет, будь то лазер, DLP/UV-проектор или светодиод, — с течением времени его мощность снижается. Чтобы компенсировать это, мы рекомендуем периодически повторять процедуру калибровки. Точно определить частоту повторной калибровки сложно: это зависит от того, как часто вы печатаете и какой у вас источник света. Так, если вы печатаете для собственных нужд, то можно проводить калибровку один раз в 3-6 месяцев. Если вы наблюдаете видимые изменения в качестве печати (возможно, ваш источник света отказывает быстрее, чем ожидалось), следует также повторить процедуру калибровки. И, разумеется, если вы решите поменять источник света, всесторонняя калибровка является обязательным шагом для получения достойных результатов печати.

Что дальше?

Чтобы облегчить для вас процесс калибровки, мы создали специальную 3D-модель для калибровки AmeraLabs Town, которая доступна здесь. К ней прилагается обширное руководство по прочтению и интерпретации ее характеристик.

Если вам нужна дополнительная помощь или вы обнаружили в этой статье ошибки, напишите нам по электронной почте, и мы ответим вам в течение 12 часов или быстрее.

Читайте другие статьи:

  • Руководство по 3D-печати с использованием фотополимеров от AmeraLabs для новичков

  • Правдивая история о том, почему мне было так сложно выбрать первую смолу для 3D-печати

  • 10 причин появления странных горизонтальных линий на 3D-моделях

  • Дополнительный слой в 3D-печати SLA: что необходимо знать

Не забудьте изучить ассортимент нашего магазина — мы постоянно пополняем его интересными новинками!

А какие советы по калибровке 3D-принтеров есть у вас?




Игорь Чернов
Эксперт по 3-D печати
Поделиться:
Иконка инстаграмма Иконка фейсбук Иконка Вконтакте
Ваше имя:
Комментарий:

Возврат к списку

Обратный звонок
Оставьте свои контакты для связи!

Нажимая на кнопку "Отправить", вы даете согласие на обработку персональных данных

Заказ товара в 1 клик
Быстро и удобно!

Нажимая на кнопку "Отправить", вы даете согласие на обработку персональных данных

Благодарим за обращение
Благодарим за обращение Продолжить покупки Оформить заказ