Introduzione alla polimerizzazione post-stampa delle stampe 3D SLA

L'aggiunta della polimerizzazione post-stampa al tuo processo di stampa 3D stereolitografica (SLA) consente alla tua parte di raggiungere il massimo delle sue proprietà materiali, incluse resistenza e prestazioni superiori.

In questo articolo parleremo della scienza della polimerizzazione post-stampa, ponendo le basi per capire gli ingredienti essenziali per trasformare le proprietà meccaniche delle parti stampate. Delineeremo inoltre una gamma di metodi di polimerizzazione post-stampa, dal semplice uso della luce del sole all'investimento in una camera di polimerizzazione post-stampa ideata per materiali specifici.

Perché dovrei eseguire la polimerizzazione post-stampa?

Quando una parte stampata in stereolitografia è pronta, rimane sulla piattaforma di stampa nel suo "stato grezzo". Pur avendo raggiunto la forma finale, la reazione di polimerizzazione non è ancora terminata, quindi le proprietà meccaniche non sono definitive. Attraverso l'esposizione a due importanti fattori, luce e calore, la polimerizzazione post-stampa aiuta la parte a compiere la trasformazione definitiva.

Le proprietà dei materiali, come il modulo, migliorano con la polimerizzazione post-stampa delle parti. Ogni tipo di resina Formlabs richiede specifiche impostazioni di polimerizzazione post-stampa. I dati evidenziati qui nascono da test interni e sono presentati a scopo illustrativo. Per maggiori informazioni, fai riferimento alla scheda tecnica con i test ASTM. Presto pubblicheremo un whitepaper approfondito e la scheda tecnica aggiornata per la Form Cure, la nostra soluzione per la polimerizzazione post-stampa con le stampanti 3D SLA di Formlabs.

Scopri di più sulle principali proprietà meccaniche che determinano il comportamento di un materiale e la loro importanza per specifiche applicazioni.

La polimerizzazione post-stampa è necessaria per molte resine Formlabs. Dopo la polimerizzazione post-stampa le resine ingegneristiche raggiungono le loro migliori proprietà funzionali e la nostra Castable Resin V2 originale brucia in modo pulito. La polimerizzazione post-stampa è assolutamente necessaria quando si usano materiali biocompatibili come le nostre resine dentali.

La polimerizzazione post-stampa non è richiesta per le resine standard, ma migliora la resistenza e la stabilità delle parti. Le parti sottoposte a polimerizzazione post-stampa sono generalmente meno appiccicose e più facili da levigare e dipingere.


White Paper

Guida alla fotopolimerizzazione post-stampa delle resine Formlabs

Con il lancio della Form Cure, le parti stampate possono essere sottoposte a polimerizzazione post-stampa alla lunghezza d'onda esatta, a diverse temperature, e per tempi più o meno lunghi. In questo whitepaper scoprirai come regolare il tuo procedimento per eseguire la polimerizzazione post-stampa delle parti solo per il tempo necessario all'applicazione desiderata, così da velocizzare il processo.

Scarica il whitepaper


La scienza della polimerizzazione post-stampa

Sappiamo che la polimerizzazione post-stampa migliora le proprietà dei materiali: ma in che modo?

Innanzitutto, l'esposizione alla luce stimola la formazione di ulteriori legami chimici in una parte stampata, rendendo il materiale più resistente e rigido.

L'unità di polimerizzazione post-stampa di Formlabs, Form Cure, usa una luce da 405 nm, mentre molte altre attrezzature di polimerizzazione usano luce UV (lunghezza d'onda tra i 10 e i 400 nm). Anche la semplice luce solare è in grado di polimerizzare le stampe, ma l'esposizione e l'efficienza dipendono dalle condizioni atmosferiche.

Alcune camere per la polimerizzazione post-stampa si servono anche del calore, che accelera il processo e permette la formazione di legami più completi, portando a un miglioramento delle proprietà dei materiali che sarebbe impossibile da ottenere con la sola luce.

Ora andiamo un po' più in profondità.

Uno sguardo a livello molecolare

All'interno di ogni resina Formlabs c'è una rete continua di vari tipi di catene polimeriche (monomeri e oligomeri). La resina stessa è una macromolecola molto reticolata (se prendeste un punto qualsiasi di una parte stampata e lo ingrandiste fino al livello molecolare, potreste seguire la catena polimerica fino a qualsiasi altro punto della parte stessa).

Se la resina stampata è una molecola continua, ci sono ancora alcuni gruppi di reazione aperti in grado di creare ulteriori legami con la rete di polimeri.

Man mano che si creano nuove reticolazioni le proprietà del materiale, come il modulo e il carico di rottura, migliorano. L'obiettivo della polimerizzazione post-stampa è quello di legare quanti più gruppi possibili per portare la parte alle sue proprietà ottimali.

Usa un grafico interattivo per confrontare le proprietà dei materiali nelle resine ingegneristiche di Formlabs.

1° passaggio: calore

La polimerizzazione post-stampa ottimale nasce con il calore. Le temperature crescenti aumentano l'energia e quindi la mobilità nella rete polimerica. Questo dà ai gruppi reattivi una più alta probabilità di incontrarsi e creare più connessioni.

Grazie alla precisa combinazione di temperatura e luce, la polimerizzazione post-stampa massimizza le proprietà dei materiali nelle parti stampate in 3D tramite stereolitografia. Inoltre, la Form Cure fa ruotare le parti per garantire un'esposizione uniforme.

Una volta che la molecola raggiunge una temperatura ottimale, i gruppi reattivi si avvicinano gli uni agli altri fino a toccarsi. Ora parliamo della luce.

2° passaggio: luce

È qui che avviene la magia: i fotoni di luce attivano i restanti fotocatalizzatori e generano un radicale, cosa che porta alla formazione di legami tra gruppi reattivi vicini, che creano una reticolazione permanente.

Con ogni nuova reticolazione la rete di polimeri diventa più coesa e le proprietà dei materiali migliorano.

Man mano che si formano nuove reticolazioni nella resina, la rete diventa un poco più fitta e la parte si restringe leggermente. Questo è normale per qualsiasi parte prodotta con una stampante che si serva della resina. PreForm, il software gratuito di Formlabs per la preparazione dei file di stampa, compensa automaticamente questo restringimento per garantire che le stampe siano dimensionalmente accurate rispetto ai design CAD originali dopo il processo di polimerizzazione post-stampa. Questa precisa calibrazione è particolarmente importante per i materiali odontoiatrici che richiedono tolleranze strette.

Come scegliere un metodo di polimerizzazione post-stampa

Esistono diversi metodi di polimerizzazione post-stampa: usando semplicemente la luce (luce naturale, lampada UV per unghie, scatole di polimerizzazione UV fai da te, ecc.) o usando sia luce sia calore (come con la Form Cure di Formlabs).

Esistono molti metodi di polimerizzazione post-stampa, come questa lampada UV per unghie.

Per capire meglio qual è la soluzione più adatta nel tuo caso, tieni in considerazione questi fattori:

Materiali utilizzati: per ciascuna formulazione di resina c'è un certo intervallo di lunghezza d'onda più adatto a massimizzarne le proprietà meccaniche. Per i materiali Formlabs in particolare, consigliamo di acquistare un'unità che usi luce a 405 nm, poiché le resine Formlabs sono ideate per lavorare con le stampanti Formlabs, che usano laser a 405 nm nel processo di stampa 3D.

Scarica il nostro whitepaper per scoprire come cambiano le proprietà meccaniche delle parti stampate con resine Formlabs in seguito alla polimerizzazione post-stampa.

Applicazioni possibili: per applicazioni che richiedono una precisione dimensionale ottimale, è importante scegliere un'unità adatta agli specifici materiali che usi. Tali applicazioni includono la prototipazione di prodotti che necessitano di tolleranze strette o applicazioni odontoiatriche che richiedono un'aderenza precisa (come i modelli di dime chirurgiche, corone e ponti). Per applicazioni in cui l'accuratezza è meno importante possono essere sufficienti soluzioni di polimerizzazione meno sofisticate.

Dimensioni e complessità delle parti: per stampe di piccole dimensioni, una lampada UV per unghie a basso prezzo potrebbe già essere un efficiente strumento per eseguire la polimerizzazione post-stampa. Per parti più grandi e complesse, assicurati di valutare unità che forniscano un'esposizione uniforme (mediante una distribuzione equilibrata della luce, una piattaforma rotante, ecc.), in modo da garantire una polimerizzazione omogenea.

Le proprietà del materiale possono variare in base alla geometria della parte, all'orientamento di stampa, alle impostazioni di stampa.

Velocità: il calore accelera e ottimizza il processo di polimerizzazione post-stampa. La sua efficacia è essenziale, quindi valuta l'acquisto di un'unità che sfrutti sia luce che calore.

Polimerizzazione post-stampa progettata per le stampanti 3D SLA di Formlabs

La soluzione di polimerizzazione post-stampa di Formlabs, Form Cure, è progettata per ottimizzare le proprietà delle parti stampate con le resine Formlabs.

Il nostro obiettivo nello sviluppare una soluzione di polimerizzazione post-stampa per i nostri clienti è stato quello di semplificare e ottimizzare la polimerizzazione post-stampa per i materiali Formlabs.

Abbiamo svolto test approfonditi per determinare quale fosse la tecnologia più efficace, sviluppando impostazioni uniche che si adattano al meglio a ciascuna resina, e progettando un processo intuitivo e automatizzato per una polimerizzazione post-stampa facile da implementare.

Il risultato è la Form Cure, una soluzione professionale per la polimerizzazione post-stampa ideata per aiutare i nostri utenti a trarre il massimo dalle loro stampanti 3D SLA Formlabs.

Scopri di più sulla Form Cure

Visita il nostro sito di assistenza per i consigli di impostazione più aggiornati per Form Cure.