Содержание
Удаление опорных конструкций может оказаться довольно неприятным этапом постобработки при 3D-печати. Но это совсем не обязательно. Если у вас есть 3D-принтер с технологией FDM и двумя экструдерами или какой-либо другой вариант, позволяющий печатать сразу несколькими материалами, вы можете воспользоваться растворимыми вспомогательными материалами.
Как уже можно понять из названия, растворимый вспомогательный материал – это материал, который используется для создания опорных конструкций при 3D-печати и который можно растворить как в воде, так и в различных химических или органических веществах. А что это за материалы?
Мы перечислили некоторые из наиболее популярных растворимых вспомогательных материалов, подходящих для 3D-печати с использованием технологии FDM (правда, многие компании также предлагают свои собственные варианты). Кроме того, мы разделили их по категориям, исходя из того, в какой среде они растворяются.
Материалы, растворяющиеся в воде
PVA
Поливиниловый спирт (PVA), как и HIPS (ударопрочный полистирол), - это один из самых популярных растворимых вспомогательных материалов, который используются для создания сложных конструкций в 3D-печати с использованием технологии FDM. Как и следовало ожидать, характерным преимуществом PVA является его растворимость в воде, что позволяет легко удалять опорные конструкции без необходимости прибегать к использованию агрессивных химических веществ или трудоемкой постобработке.
Более того, способность растворяться в воде не только упрощает процесс печати, но и расширяет возможности при разработке конструкции, позволяя печатать изделия с более сложной геометрией. А его совместимость с различными нитями, например, ПЛА-пластик и нейлон, расширяет возможности его использования, позволяя создавать визуально привлекательные модели и более прочные прототипы.
Этот материал используется при температуре от 45 до 60°C, а это значит, что подогревающая платформа здесь становится необязательной, а камера и вовсе ненужной. Кроме того, температура печати с помощью PVA находится в диапазоне от 185 до 200°C, и здесь не требуются никакие хотэнды, что еще больше подчеркивает удобство процесса печати.
Несмотря на некоторые недостатки, например, чувствительность PVA к влаге, которая требует правильных условий хранения, положительные свойства PVA, в частности прозрачность, биоразлагаемость, нетоксичность и легкость растворения, говорят о том, что выбор этого материала для печати пресс-форм, декоративных элементов и сложных конструкций будет целесообразным.
BVOH
Еще один водорастворимый материал, который используется для изготовления опорных конструкций при 3D-печати с технологией FDM, - это BVOH (сополимер бутендиола и поливинилового спирта). Этот вариант особенно предпочтителен в тех случаях, когда обычные подложки трудно удалить, или они не приносят желаемого результата. По сути, BVOH позволяет легко удалять подложки.
После того, как вы напечатали 3D-объект, все, что от вас требуется, это погрузить его в горячую воду для того, чтобы подложка полностью растворилась. BVOH – это хороший вариант для печати прототипов, например, небольших моделей или моделей, где опорные конструкции необходимо удалять из труднодоступных мест. Этот материал также подходит для изготовления мелких деталей, ювелирных изделий, декоративных элементов и сложных конструкций.
К тому же, BVOH экологически безопасен, и его можно сбрасывать в канализационную систему. Его можно использовать при печати самыми разными материалами, в том числе ПЛА, АБС и ASA-пластиком, ПЭТГ и эластомерными нитями. Чтобы сохранить его качество, рекомендуется не допускать попадания на него влаги, света и ультрафиолетовых лучей, хранить в сухом месте и в течение короткого времени.
Aquasys 120
Aquasys 120 был разработан компанией Infinite Material Solutions. Он ознаменовал собой прорыв в области разработки вспомогательных материалов для 3D-печати. Его особая формула, которая сочетает в себе водорастворимый полимер с полисахаридом под названием трегалоза, обеспечивает высокую термостойкость при сохранении наилучшей гибкости.
Aquasys 120 растворяется в два раза быстрее, чем PVA, при комнатной температуре и до шести раз быстрее в воде, нагретой до 80 градусов. Это универсальное средство, совместимое с различными материалами, такими как ПЛА и АБС-пластик, CPE, ТПУ, ПК/АБС, ПП и ПЭТГ. Это делает его наиболее адаптируемым растворимым вспомогательным материалом, доступным на рынке 3D-печати. Но это не единственный вариант.
Существует также Aquasys 180, который также устанавливает абсолютный стандарт в качестве современного вспомогательного материала с хорошей совместимостью. Он водорастворим, и его можно использовать вместе с современными высокотемпературными материалами, например, PEEK, PEKK, PEI и PPSU.
Материалы, растворимые в органических веществах
HIPS – термопластичный полимер для опорных конструкций
HIPS, или ударопрочный полистирол (High Impact Polystyrene), - это термопластичный полимер, изготовленный из полистирола и полибутадиенового каучука. Чаще всего он используется в качестве вспомогательного материала при печати с использованием технологии FDM.
Его основная характеристика – хорошая растворимость, которая отличает его от других растворимых вспомогательных материалов и позволяет легко растворяться в органических растворителях. Это значит, что для того, чтобы отделить напечатанное изделие от вспомогательного материала, не нужно использовать никаких дополнительных инструментов. Можно просто погрузить изделие в раствор.
Помимо растворимости, у HIPS есть и другие преимущества, например, термостойкость и прозрачность. Это упрощает процесс печати, позволяя человеку смотреть сквозь материал. Однако, несмотря на все эти полезные свойства, он имеет ряд недостатков, в частности, риск изменения цвета, выделение ядовитых паров при печати и плохая стойкость к низким температурам.
PVB
PVB – это вспомогательный материал, который используется при печати сложных изделий или изделий, которым необходима внутренняя опорная конструкция. Его можно удалить с помощью растворителя, и он позволяет легко избавиться от этих поддержек.
Растворимость PVB, особенно в таких веществах, как изопропиловый спирт, дает преимущества с точки зрения связывания и разглаживания в процессе постобработки напечатанных изделий. Более того, за счет его совместимости с большим количеством различных материалов, такими как ПЭТГ и нейлон, он может применяться в разных целях.
ATP-полимеры
ATP-полимеры (акриловые термополимеры) отлично подходят для изготовления опорных конструкций при 3D-печати, так как они растворяются в щелочных растворах. В отличие от других материалов, они не просто растворяются при контакте с водой, для них нужна щелочная среда. Это свойство говорит о том, что они менее чувствительны к влажной среде, нежели, например, PVA.
Несмотря на то, что они более стойки к влажности, рекомендуется хранить катушку с нитью в темном и прохладном месте. Вспомогательные материалы на основе ATP совместимы с такими материалами, как АБС и ASA-пластик, хотя любая совместимость зависит от производителя. Как правило, производитель предоставляет подробную информацию о совместимости с материалами и инструкции по печати.
После того, как изделие будет напечатано, опорную конструкцию можно растворить в щелочном растворе, просто добавив в воду активатор, который чаще всего поставляется вместе с нитью. В качестве примера вспомогательного материала на основе ATP можно привести Z-Support ATP от компании Zortrax. С ним в комплекте также идет активатор.
