معرفی کامل کاربردها و برندهای برتر رزین سخت پرینت سه بعدی

در پرینت سه بعدی مبتنی بر رزین، هر لایه با خشک شدن یک رزین مایع با استفاده از منبع نوری در فرایندی به نام پخت تشکیل می شود. این ویژگی تعیین کننده چاپ بر پایه رزین است که به آن پرینت سه بعدی رزین یا پلیمریزاسیون vat نیز گفته می شود. چاپگر های رزین می توانند وضوح و دقت بسیار بالاتری را در مقایسه با سایر راه حل های رومیزی مانند چاپ سه بعدی FDM به دست آورند. به همین دلیل است که این فناوری اغلب برای اهداف زیبایی شناختی، مانند نمونه های اولیه بصری و مدل های هنری، یا قطعات با جزئیات دقیق مثل طراحی قالب های طلا و جواهر سازی و یا قالب های دندان در دندانپزشکی، استفاده می شود. با این حال، رزین های فوتوپلیمر معمولی تا حدودی شکننده هستند و جزئیات کوچک تر روی چاپ های شما را در معرض ترک خوردن و شکستن قرار می دهند. برخی از شرکت ها با معرفی رزین های سخت تر و بادوام تر به این موضوع پرداخته اند. این یک حرکت بسیار محبوب است زیرا رزین سخت پرینت سه بعدی بیشتر رایج تر و مقرون به صرفه تر می شود. بیایید ببینیم رزین سخت پرینت سه بعدی چیست، چگونه از آن استفاده می شود و چگونه با رزین های استاندارد مقایسه می شود.

معرفی رزین سخت پرینت سه بعدی

رزین های سخت برای کاربرد هایی ساخته می شوند که به موادی نیاز دارند که بتوانند در برابر فشار و تنش زیاد مقاومت کنند. در واقع، همانطور که بعداً خواهیم دید، خواص مکانیکی قطعات تولید شده می تواند حتی با پلاستیک های صنعتی رقابت کند. رزین سخت، متعادل کننده استحکام و انطباق، یک انتخاب عالی برای نمونه های اولیه و مجموعه های قوی و کاربردی است که نیاز به تحمل دوره های کوتاه تنش مکانیکی دارند. این ویژگی باعث می شود که آن را برای پوشیدنی ها، گجت ها و سایر اشیاء که نیاز به مقاومت در برابر سایش دارند، ایده‌ ال کند.

مقایسه رزین سخت با رزین استاندارد

برای مقایسه، در زیر برخی از خواص اصلی این دو رزین آورده شده است:

• رزین سخت پرینت سه بعدی:
  قطعات محکم و مقاوم در برابر شکستگی را تولید می‌کند.
  ایده‌آل برای نمونه های اولیه کاربردی و مجموعه های مکانیکی است.
  مقاومت عالی در برابر بارهای چرخه‌ای دارد.
  برای دیواره های نازک مناسب نیست (۱ میلی‌متر حداقل توصیه شده است).
  جداسازی ساپورت ها سخت تر از رزین های استاندارد است.
  ممکن است تا ۳۰۰ دلار / کیلوگرم هزینه داشته باشد.
• رزین استاندارد چاپ سه بعدی:
  قطعات شکننده با مقاومت کم در برابر ضربه تولید می‌کند.
  ایده‌آل برای چاپ های دقیق و با وضوح بالا است.
  استفاده نسبتاً آسان و کم هزینه است.
  تولید سطح صاف و صیقلی تر

نکات مفید در هنگام پرینت با رزین‌های سخت

در حالی که هر سازنده رزین توصیه های خاص خود را ارائه می دهد، دستورالعمل های زیر نیز باید رعایت شوند:

• ارتفاع لایه: رزین های سخت پرینت سه بعدی معمولاً از ۵۰ تا ۱۰۰ میکرون بهتر عمل می کنند.
• ساپورت‌گذاری: از چاپ مستقیم روی صفحه پرینت خودداری کنید، زیرا کندن آن بسیار دشوار خواهد شد. می توانید به طور کامل زیر قطعه را ساپورت گذاری کنید، چرا که ساپورت ها می توانند به‌جای خود قطعه شکسته شوند. گرم کردن صفحه پرینت با هوای گرم نیز می تواند برداشتن قطعه را آسان تر کند.
• تمیز کردن قطعه: مدل پرینت شده را می توان در الکل ایزوپروپیل معمولی (IPA) شستشو داد. مطمئن شوید که قطعه را بیش از ۲۰ دقیقه در الکل نگذارید، زیرا ممکن است باعث ضعیف شدن قطعه شود.
• کیورتایم (پخت رزین): رزین های سخت زمانی به خواص مطلوب خود می رسند که به درستی پس از چاپ کیور شوند. حتماً دستور العمل های سازنده رزین را دنبال کنید، زیرا برخی از رزین ها در طول موج های مختلف و با منبع گرمای اضافی، پخت بهتری دارند.

خواص مواد:

توجه داشته باشید که برای رزین های سخت، هر سازنده مشخصات فنی در مورد رفتار مکانیکی رزین خود ارائه می دهد و ما نباید به جزئیات بیشتری در مورد این ویژگی ها بپردازیم، اگرچه ممکن است برخی از توضیحات برای افراد نا آشنا در مهندسی مواد خوشایند باشد.

• استحکام کششی: مقداری است که نشان دهنده حداکثر تنش بر حسب (MPa) است که یک ماده می تواند تحمل کند.
• مدول یانگ: خاصیت ارتجاعی ماده و میزان مقاومت لازم برای شروع تغییر شکل آن را ارزیابی می کند.
• سختی Shore D: یک روش آزمایشی برای ارزیابی میزان سختی یک ماده معین است. هر چه مقدار Shore D بیشتر باشد، ماده سخت تر است. این بیشتر به احتمال فرو رفتن سطح ماده مربوط می شود تا مقاومت کلی آن.

اکنون قصد داریم با برخی از برترین برند های رزین سخت پرینت سه بعدی آشنا شویم:

رزین برند Siraya Tech Blu

رزین Siraya Tech Blu Siraya Tech’s Blu یکی از محبوب ترین ها در بازار است که بخشی از آن به دلیل قیمت پایین آن است. این رزین با قیمت حدود ۵۰ دلار در هر کیلوگرم، از نظر قیمت با رزین های استاندارد قابل مقایسه است و در عین حال خواص مکانیکی بهتری را ارائه می دهد. Blu به عنوان یک رزین سریع و آسان برای استفاده تبلیغ می شود که با اکثر پرینتر های سه بعدی رومیزی و همچنین روش های معمول تمیز کردن و پس از پخت به خوبی کار می کند. توجه داشته باشید که این رزین برای چاپگر های LCD و DLP طراحی شده است، نه SLA. Siraya Tech چاپ Blu را در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد یا بالاتر توصیه می کند، اگرچه به ندرت به دستگاه گرم کننده نیاز است.

• سازنده:  سیرای تک
• استحکام کششی: ۳۹ مگاپاسکال
•  مدول یانگ: ۱۵۰۰ مگاپاسکال
• سختی Shore D : عدد 85
• رنگ: شفاف آبی-سبز
• هزینه: ۵۰ دلار به ازای هر کیلوگرم

 Peopoly Moai؛ رزین سخت پرینت سه بعدی SLA 

در ابتدا، مواد در طول فرایند چاپ نرم تر خواهند بود. به همین دلیل، Peopoly استفاده از ساپورت گذاری های اضافی و ترجیحاً در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد یا بالاتر را توصیه می کند. برای پس از پردازش، این رزین نیاز به مراقبت بیشتری دارد: حداقل ۳۰ دقیقه تحت پخت یا کیور قرار گیرد و سپس قطعه در آب غوطه ور گردد. با این حال، تمام این مراحل در نهایت نتیجه خواهند داد و در نتیجه قطعه ای صاف و بسیار سخت با هزینه بسیار کم به وجود می آید. برای دستور العمل های دقیق تر در مورد نحوه چاپ با رزین سخت Peopoly، راهنمای چاپ آن ها را بررسی کنید.

• سازنده :Peopoly
• استحکام کششی: ۴۵ مگاپاسکال
• مدول یانگ: ۱۵۰۰ مگاپاسکال
• سختی Shore D: عدد 84
• رنگ: شفاف
• هزینه: ~ ۵۵ دلار / کیلوگرم

رزین eSun مناسب پرینت های سه بعدی 

eSun Hard ادعا می کند که سختی قابل مقایسه ای با فیلامنت ABS دارد و قادر به تولید چاپ هایی است که می توانند ضربه و سایش را تحمل کنند. برای چاپ، توصیه می شود که قطعه خود را در دمای بین ۱۸ تا ۳۵ درجه سانتی‌گراد چاپ کنید. طبق گفته شرکت سازنده، این رزین سخت می تواند تا دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد نیز مقاوم باشد. پس از چاپ، eSun توصیه می کند که قطعات را به مدت ۲۰ دقیقه کیور کنید و سپس برای مدتی در محفظه ای با دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد قرار دهید. برای اطلاعات بیشتر در مورد دستورالعمل ها و اقدامات احتیاطی، به راهنمای چاپ eSun مراجعه کنید.

• سازنده: eSun
• استحکام کششی: ۵۵-۶۰ مگاپاسکال
• مدول یانگ: اشاره نشده
• سختی Shore D: عدد 81
• رنگ ها: آبی، سفید، مشکی
• هزینه: ~ ۶۵ دلار / کیلوگرم

پرینت سه بعدی با  Formlabs 2000

رزین Formlabs 2000 به گفته این شرکت، قوی ترین در کارنامه خود است که اگر نگوییم بهتر از سختی پلاستیک (فیلامنت) ABS است، حداقل همان خواص را ارائه می دهد. این رزین برای استفاده در پرینترهای Form 2 و Form 3 طراحی شده است و مخصوصاً برای پرینت سه بعدی مناسب است. Formlabs زمان پخت ۶۰ دقیقه در دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد را توصیه می کند تا بهترین خواص مکانیکی در قطعه حاصل شود. برای رسیدن به نتایج بهینه در پرینت سه بعدی با  Formlabs 2000، رعایت این نکات کلیدی ضروری است.

• سازنده: Formlabs
• استحکام کششی: ۴۶ مگاپاسکال
• مدول یانگ: ۲۲۰۰ مگاپاسکال
• سختی Shore D: فهرست نشده است
• رنگ ها: خاکستری
• هزینه: ~ ۱۷۵ دلار / کیلوگرم

رزین سخت Liqcreate Strong-X با استحکام بالا

Liqcreate Strong-X شاید سخت ترین رزین در این لیست باشد. با برخورداری از استحکام کششی ۹۱ مگاپاسکال و مقاومت خمشی ۱۳۵ مگاپاسکال، می‌توان آن را به راحتی برای مصارف سنگین استفاده کرد. Strong-X همچنین مقاومت در برابر دمای بالا را فراهم می کند و حتی برای کاربرد های قالب‌گیری تزریقی کافی است. نکته جالب این است که می توان آن را روی اکثر چاپگر های DLP و LCD ارزان قیمت، از جمله پرینت های سه بعدی برند Anycubic و Elegoo  چاپ کرد. تنها نقطه ضعف آن هزینه است: با قیمت حدود ۱۹۵ دلار در هر کیلوگرم، یکی از گران ترین رزین های موجود در بازار است.

• سازنده: Liqcreate
• استحکام کششی: ۹۱ مگاپاسکال
• مدول یانگ: ۲۵۰۰ مگاپاسکال
• سختی Shore D: عدد 87
• رنگ ها: خاکستری
• هزینه: ~ ۱۹۵ دلار / کیلوگرم (~ ۱۶۰ یورو / کیلوگرم)

رزین Loctite شاید کمی آشنا

رزین سخت Loctite 3843 HDT60 (High Toughness) برند Loctite، که بیشتر به خاطر چسب ها، درزگیر ها و مواد شیمیایی شناخته می شود، به تازگی رزین هایی برای چاپ سه بعدی نیز تولید و به فروش می رساند. این ماده، که به عنوان یک نسخه حرفه‌ای شناخته می شود، استحکام ضربه ای بالا و مقاومت دمایی متوسطی را ارائه می دهد. Loctite 3843 HDT60 با هر چاپگر DLP که طیف طول موج ۳۸۶ نانومتر را پوشش می دهد، سازگار است. نحوه پرینت و پرداخت این رزین به طور مفصل توضیح داده شده است، از تنظیمات چاپ گرفته تا دستور العمل های پس از پخت، بنابراین برای اطلاعات بیشتر، برگه اطلاعات آن را بررسی کنید.

• سازنده: Loctite (چسب های هنکل)
• استحکام کششی: ۵۱ مگاپاسکال
• مدول یانگ: ۱۸۰۰ مگاپاسکال
•  سختی Shore D: عدد 75
• رنگ ها: مشکی، سفید، شفاف، خاکستری
• هزینه: ~ ۱۸۰ دلار / لیتر (سیاه)، ~ ۲۲۰ دلار / لیتر (رنگ های دیگر)

رزین سخت پرینت سه بعدی B9Creations Gray

در حالی که B9Creations Gray به عنوان یک نسخه نمونه سازی به بازار عرضه می شود، خواص مکانیکی فوق العاده آن به راحتی آن را در دسته رزین های سخت پرینت سه بعدی قرار می‌دهد. B9Creations Gray برای دستگاه های B9 DLP طراحی شده و علاوه بر استحکام بالا، شکل و ابعاد خود را پس از کیورینگ به خوبی حفظ می کند. همچنین، می‌توان آن را با سرعت بسیار بالا – تا ۱۰۰ میلی‌متر در ساعت – بدون افت کیفیت چاپ کرد.

• سازنده: B9Creations
• استحکام کششی: ۴۴.۶ مگاپاسکال
• مدول یانگ: ۲۱۱۰ مگاپاسکال
• سختیShore D: عدد 87
• رنگ ها: خاکستری
• هزینه: ~ ۱۹۰ دلار / کیلوگرم

گران قیمت مثل EnvisionTEC E-Rigid PU 

EnvisionTEC E-Rigid PU بر پایه پلی یورتان است که می تواند قطعاتی را تولید کند که با نمونه های قالب تزریقی قابل رقابت است. این ماده در سه رنگ طبیعی، سیاه و سفید موجود است که رنگ سفید بهترین خواص مکانیکی را نشان می دهد. پلی یورتان E-Rigid یک ماده همه کاره و سخت است که هم برای کاربرد های نمونه سازی کاربردی و هم برای تولید قطعات مصرفی نهایی ایده آل است. این ماده تا حد زیادی گران ترین رزین در این لیست است و زمانی که خواص پلی اورتان مورد نیاز است، مناسب تر است.

• سازنده: EnvisionTEC
• استحکام کششی: ۳۴ مگاپاسکال (سفید)
• مدول یانگ: ۷۰۰ مگاپاسکال (سفید)
• سختی Shore D(سفید): ۷۸
• رنگ: سیاه، سفید (سخت تر)
• هزینه: ~ ۳۱۰ دلار / کیلوگرم (~ ۲۲۵ پوند / کیلوگرم)

برای جمع بندی، رزین های سخت پرینت سه بعدی به‌دلیل ویژگی های استحکام و دوام بالای خود، به ویژه در کاربرد های نیازمند مقاومت بالا، محبوبیت زیادی پیدا کرده اند. این رزین‌ها به‌طور خاص برای تولید قطعات با دقت و کیفیت عالی طراحی شده اند و در مقایسه با رزین های استاندارد، مزایای قابل توجهی از جمله مقاومت بهتر در برابر فشار و تنش را ارائه می دهند. در این مقاله، با نگاهی به ویژگی های اصلی این رزین ها و کاربرد های مختلف آن ها، می توانید انتخاب بهتری برای پروژه های چاپ سه بعدی خود داشته باشید.