رزین سخت چیست؟

در پرینت سه بعدی مبتنی بر رزین، هر لایه با خشک شدن یک رزین مایع با استفاده از منبع نوری در فرآیندی به نام پخت تشکیل می‌شود. این ویژگی تعیین کننده چاپ بر پایه رزین است که به آن پرینتر 3 بعدی رزین یا پلیمریزاسیون vat نیز گفته می شود.

چاپگرهای رزین می توانند وضوح و دقت بسیار بالاتری را در مقایسه با سایر راه حل های رومیزی مانند چاپ سه بعدی FDM بدست آورند. به همین دلیل است که این فناوری اغلب برای اهداف زیبایی‌شناختی، مانند نمونه‌های اولیه بصری و مدل‌های هنری، یا قطعات با جزئیات دقیق مثل طراحی قالب های طلا و جواهرسازی و یا قالب های دندان در دندانپزشکی، استفاده می‌شود.

با این حال، رزین‌های فوتوپلیمر معمولی تا حدودی شکننده هستند و جزئیات کوچک‌تر روی چاپ‌های شما را در معرض ترک خوردن و شکستن قرار می‌دهند. 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 پرینتر سه بعدی رزینی بیشتر رایج تر و مقرون به صرفه تر می شود.

بیایید ببینیم رزین سخت چیست، چگونه از آن استفاده می شود و چگونه با رزین های استاندارد مقایسه می شود.

معرفی رزین سخت

رزین های سخت برای کاربردهایی ساخته می شوند که به موادی نیاز دارند که می توانند در برابر فشار و تنش زیاد مقاومت کنند. در واقع، همانطور که بعدا خواهیم دید، خواص مکانیکی قطعات پخت تولید شده توسط رزین‌های سخت می‌تواند حتی با پلاستیک‌های 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 باعث می شود آن را برای پوشیدنی ها، گجت ها و سایر اشیایی که نیاز به مقاومت در برابر سایش دارند، ایده آل باشد.

مقایسه رزین سخت با رزین استاندارد

برای مقایسه، در زیر برخی از خواص اصلی رزین سخت و استاندارد آورده شده است:

رزین سخت

قطعات محکم و مقاوم در برابر شکستگی را تولید می کند

ایده آل برای نمونه های اولیه کاربردی و مجموعه های مکانیکی

مقاومت عالی در برابر بارهای چرخه ای دارد

برای دیواره های نازک مناسب نیست (1 میلی متر حداقل توصیه شده است)

جداسازی سخت تر ساپورت ها نسبت به رزین استاندارد

ممکن است تا 300 دلار / کیلوگرم هزینه داشته باشد

رزین استاندارد

قطعات شکننده با مقاومت کم در برابر ضربه

ایده آل برای چاپ های دقیق و با وضوح بالا

تولید سطح صاف و صیقل تر

استفاده نسبتا آسان

کم هزینه

نکات مفید

نکات کلی در هنگام چاپ با رزین های سخت وجود دارد. در حالی که هر سازنده رزین توصیه های خاص خود را ارائه می دهد، دستورالعمل های زیر نیز باید رعایت شود:

ارتفاع لایه: رزین های سخت معمولا از 50 تا 100 میکرون بهتر چاپ می شوند.

ساپورت گذاری: از چاپ مستقیم روی صفحه پرینت خودداری کنید، زیرا کندن آن بسیار دشوار خواهد شد. می توانید به صورت کامل زیر قطعه را ساپورت گذاری نمایید، چرا که ساپورت ها می توانند به جای خود قطعه شکسته شوند. گرم کردن صفحه پرینت با هوای گرم نیز می تواند برداشتن قطعه را آسان تر کند.

تمیز کردن قطعه: رزین های سخت را می توان در الکل ایزوپروپیل معمولی (IPA) شستشو داد. مطمئن شوید که قطعه را بیش از 20 دقیقه در الکل نگذارید، زیرا ممکن است باعث ضعیف شدن قطعه شود.

کیورینگ (پخت رزین): رزین های سخت زمانی به خواص مطلوب خود می رسند که به درستی پس از چاپ کیور شوند. حتماً دستورالعمل‌های سازنده رزین را دنبال کنید زیرا برخی از رزین‌ها در طول موج‌های مختلف و با منبع گرمای اضافی، پخت بهتری دارند.

بیشتر بخوانید : رزین پرینتر سه بعدی

رزین سخت Formlabs 2000

به گفته این شرکت، این قوی‌ترین رزین در کارنامه خود است که اگر نگوییم بهتر از سختی پلاستیک (فیلامنت) ABS است، حداقل همان خواص را ارائه می‌دهد. شرکت Formlabs، رزین Tough 2000 را برای استفاده در پرینتر سه بعدی خود، یعنی Form 2 و Form 3 طراحی کرده است. Formlabs زمان‌ پخت 60 دقیقه در دمای 70 درجه سانتیگراد را توصیه می‌کند تا بهترین خواص مکانیکی در قطعه اتاق بیفتد.

سازنده: Formlabs

استحکام کششی: 46 مگاپاسکال

مدول یانگ: 2200 مگاپاسکال

سختی Shore D: فهرست نشده است

رنگ ها: خاکستری

هزینه: ~ 175 دلار / کیلوگرم

رزین سخت Liqcreate Strong-X

Liqcreate’s Strong-X شاید سخت ترین رزین در این لیست باشد. با برخورداری از استحکام کششی 91 مگاپاسکال و مقاومت خمشی 135 مگاپاسکال، می توان آن را به راحتی برای مصارف سنگین استفاده کرد. Strong-X همچنین مقاومت در برابر دمای بالا را فراهم می کند، حتی برای کاربردهای قالب گیری تزریقی کافی است.

با این حال، جالب ترین چیز این است که می توان آن را روی اکثر چاپگرهای DLP و LCD ارزان قیمت، از جمله Anycubic Photon، Elegoo Mars یا Wanhao D7 چاپ کرد. (لیست سازگاری کامل را ببینید.) تنها نقطه ضعف آن هزینه است: با قیمت حدود 195 دلار در هر کیلوگرم، یکی از گران ترین رزین های موجود در بازار است.

سازنده: Liqcreate

استحکام کششی: 91 مگاپاسکال

مدول یانگ: 2500 مگاپاسکال

سختی Shore D: 87

رنگ ها: خاکستری

هزینه: ~ 195 دلار / کیلوگرم (~ 160 یورو / کیلوگرم)

رزین سخت Loctite 3843 HDT60 (High Toughness)

Loctite برندی است که بیشتر به خاطر چسب ها، درزگیرها و به طور کلی مواد شیمیایی شناخته شده است. از این رو ممکن است باعث تعجب شود که Loctite رزین‌هایی را برای چاپ سه بعدی تولید و به فروش می‌رساند. رزین Loctite 3843 HDT60 High Toughness یک ماده حرفه ای است که استحکام ضربه ای بالا و مقاومت دمایی متوسطی را ارائه می دهد. با هر چاپگر DLP که طیف طول موج 386 نانومتر را پوشش می دهد، سازگار است.

نحوه پرینت و پرداخت این رزین مدل سازی به طور مفصل توضیح داده شده، از تنظیمات چاپ گرفته تا دستورالعمل‌های پس از پخت، بنابراین برای اطلاعات بیشتر، برگه اطلاعات آن را بررسی کنید.

سازنده: Loctite (چسب های هنکل)

استحکام کششی: 51 مگاپاسکال

مدول یانگ: 1800 مگاپاسکال

سختی Shore D: 75

رنگ ها: مشکی، سفید، شفاف، خاکستری

هزینه: ~ 180 دلار / لیتر (سیاه)، ~ 220 دلار / لیتر (رنگ های دیگر)

رزین سختB9Creations Gray

در حالی که به عنوان یک رزین نمونه سازی به بازار عرضه می شود، خواص مکانیکی فوق العاده رزین Gray B9Creations را می توان به راحتی در دسته رزین های سخت قرار داد. این رزین برای دستگاه های B9 DLP طراحی شده و علاوه بر خواص استحکام بالا، شکل و ابعاد خود را با پس از کیورینگ حفظ می کند. علاوه بر این، می توان آن را با سرعت بسیار بالا – تا 100 میلی متر در ساعت – بدون افت کیفیت چاپ کرد.

سازنده: B9Creations

استحکام کششی: 44.6 مگاپاسکال

مدول یانگ: 2110 مگاپاسکال

سختی Shore D: 87

رنگ ها: خاکستری

هزینه: ~ 190 دلار / کیلوگرم

رزین سخت EnvisionTEC E-Rigid PU

این یک رزین بر پایه پلی یورتان است که می تواند قطعاتی را تولید کند که رقیب آن هایی با قالب تزریقی است. در سه رنگ طبیعی، سیاه و سفید موجود است که رنگ دوم بهترین خواص مکانیکی را نشان می دهد.

پلی یورتان E-Rigid یک ماده همه کاره و سخت است که هم برای کاربردهای نمونه سازی کاربردی و هم برای تولید قطعات مصرفی نهایی ایده آل است. این ماده تا حد زیادی گران‌ترین ماده در این لیست است و زمانی که خواص پلی اورتان مورد نیاز است مناسب‌تر است.

سازنده: EnvisionTEC

استحکام کششی: 34 مگاپاسکال (سفید)

مدول یانگ: 700 مگاپاسکال (سفید)

سختی Shore D(سفید): 78

رنگ: سیاه، سفید (سخت تر)

هزینه: ~ 310 دلار / کیلوگرم (~ 225 پوند / کیلوگرم)