Si utilizas una impresora 3D de estereolitografía (SLA), es esencial que sepas poscurar las impresiones 3D de resina. El poscurado permite que las piezas alcancen la máxima resistencia y estabilidad posibles. Sin embargo, cada resina tiene un comportamiento ligeramente distinto una vez poscurada y requiere diferentes cantidades de tiempo y temperatura para que el material alcance sus propiedades óptimas.
¿Por qué debería curar las impresiones de resina?
Cada una de las resinas de Formlabs está formulada con polímeros avanzados y sensibles a la luz. Las impresoras 3D de estereolitografía (SLA) de Formlabs usan láseres de 405 nm para curar la resina líquida e imprimir una pieza sólida de alta precisión. Cuando finaliza la impresión de una pieza por estereolitografía, esta permanece en la base de impresión "sin poscurar". Esto significa que, aunque la pieza ha alcanzado su forma final, la polimerización aún no se ha completado y la pieza todavía no ha alcanzado el máximo nivel en cuanto a sus propiedades mecánicas. El poscurado con luz y calor es clave para obtener el máximo rendimiento de las propiedades de los materiales de una impresión 3D SLA. En el caso de los materiales biocompatibles, el poscurado es necesario para cumplir las normas de seguridad determinadas por los organismos normativos.
Alcanzar las propiedades óptimas es esencial, especialmente con resinas funcionales o especializadas. La Form Cure y la Form Cure L, las dos primeras soluciones de poscurado de Formlabs, están diseñadas para poscurar de forma rápida y fiable las piezas impresas con resinas de Formlabs. Nuestros ingenieros han diseñado la Form Cure y la Form Cure L específicamente para que funcionen con las resinas de Formlabs, ya que utilizan la misma luz de 405 nm que el láser de las impresoras 3D SLA de Formlabs. Las piezas se calientan y rotan de forma automática en la cámara reflectante para asegurar un poscurado uniforme y constante.
Introducción a la ciencia del poscurado
Cualquier resina utilizada para la impresión 3D SLA se puede considerar una macromolécula con una estructura muy entrecruzada o como una red continua de cadenas de polímeros (monómeros y oligómeros). En el interior de esa macromolécula todavía hay grupos reactivos que pueden crear incluso más entrecruzamientos en la red polimérica cuando se ven expuestos a luz y calor.
Al formarse más entrecruzamientos, las propiedades del material, como el módulo y la resistencia a la rotura por tracción, mejoran. El objetivo del poscurado es conectar tantos de esos grupos sin reaccionar como sea posible para llevar a una pieza hasta las máximas propiedades de sus materiales.
Cuando se alcanzan las propiedades óptimas de los materiales, ciertas resinas pueden volverse frágiles o deformarse si se las somete a un poscurado adicional. Por consiguiente, el protocolo de poscurado debe estipular temperaturas y tiempos específicos para que el curado no sea excesivo, y cada resina y tipo de geometría de las piezas tendrá sus propios parámetros.
Un poscurado óptimo comienza con calor. El aumento de temperatura incrementa la energía, y por lo tanto, la movilidad de la red polimérica. Esto da a los grupos reactivos una mayor probabilidad de encontrarse y crear más conexiones. Las máquinas de poscurado de Formlabs, la Form Cure y la Form Cure L, utilizan un calentador para ayudar a que la cámara de curado alcance rápidamente la temperatura deseada y la mantenga durante el poscurado.
Cuando ya se ha alcanzado la temperatura deseada, se introduce la luz. Los fotones de la luz activan los fotoiniciadores que queden, provocando que los grupos reactivos cercanos formen enlaces y terminen el proceso de entrecruzamiento. Con cada nuevo entrecruzamiento, la red polimérica queda más unida, y las propiedades de los materiales mejoran.
A medida que se forman más entrecruzamientos en la resina, la red se hace ligeramente más densa, con lo que se produce una cierta contracción de toda la pieza. Se trata de algo normal en todas las piezas que se producen con una impresora 3D de resina. PreForm, el software de preparación de impresiones gratuito de Formlabs, compensa automáticamente el grado de contracción para asegurar que las piezas poscuradas ofrezcan una buena precisión dimensional en comparación con los diseños originales asistidos por ordenador (CAD).
Habla con nuestro departamento de ventas
Tanto si necesitas prototipar a toda velocidad como si estás fabricando piezas de uso final, estamos aquí para ayudarte. El equipo de Ventas de Formlabs está formado por especialistas que saben exactamente cómo ofrecer la asistencia que tu negocio y tú necesitáis.
¿Durante cuánto tiempo debería curar las impresiones de resina?
Unos ajustes de poscurado ideales permiten conseguir las propiedades que necesitas en la cantidad de tiempo más óptima posible. En el caso de las Resinas de Uso General de Formlabs, pueden tratarse de un curado rápido de un minuto con la Form Cure V2. En los casos donde hacen falta resistencia, rigidez y resistencia a la temperatura, las resinas para ingeniería de Formlabs mejoran con un poscurado de hasta 120 minutos, en función de la herramienta de poscurado que se utilice.
Formlabs llevó a cabo un estudio interno de poscurado para identificar los ajustes óptimos para cada resina de Formlabs. Nuestros expertos en materiales, siguiendo el método ASTM, realizaron ensayos con una gran variedad de propiedades mecánicas a diferentes temperaturas para cada material.
Puedes encontrar todas las recomendaciones actualizadas de poscurado para la Form Cure V2, la Form Cure V1, la Form Cure L V2 o la Form Cure L V1 en nuestro sitio web. Las fichas de datos de los materiales, que incluyen sus propiedades mecánicas específicas tras el poscurado recomendado, están disponibles para su descarga en el sitio web.
Agostino Lobello, ingeniero de desarrollo de productos de Radio Flyer, dice: "La mayor ventaja es la reducción de la deformación y la mayor precisión dimensional que obtenemos con la Form Cure L, que nos ahorra tiempo a la hora de ensamblar los conjuntos". Encontrarás más información aquí.
Los materiales biocompatibles y el poscurado
A medida que más profesionales de la odontología y la medicina adoptan la impresión 3D para sus procesos de trabajo, las empresas de impresión 3D deben garantizar que todo el proceso esté controlado para fabricar de forma fiable piezas de alto rendimiento que ofrezcan una biocompatibilidad segura a los usuarios finales. Los requisitos de biocompatibilidad exigen cumplir cuidadosamente estos procesos aprobados previamente, lo que también afecta al paso de poscurado del proceso de impresión.
La tecnología de Formlabs se ha validado en procesos de trabajo aprobados por la FDA, lo que quiere decir que cada resina destinada a una aplicación biocompatible tiene determinados pasos de impresión, lavado y curado que deben seguirse al pie de la letra para que la pieza final se considere un producto biocompatible.
La Form Cure y la Form Cure L son partes importantes de estos procesos de trabajo. Después de ensayos cuidadosos y un proceso normativo exhaustivo, los ajustes validados para los tiempos de poscurado aseguran que cada pieza impresa para aplicaciones biocompatibles tenga unas propiedades mecánicas óptimas y siempre sea segura de usar.
Encontrarás recomendaciones específicas de poscurado para cada material en su Guía de Fabricación.
Muestras de las resinas BioMed
Cada muestra de las resinas BioMed incluye diseños en relieve o grabados en sus superficies, grosores de 0,5-2 mm e información normativa exclusiva de la resina en cuestión.
Metodología
Unos ajustes de poscurado ideales permiten conseguir las propiedades que necesitas en la cantidad de tiempo más óptima posible. Formlabs llevó a cabo un estudio interno de poscurado para identificar los ajustes óptimos para cada resina de Formlabs. Nuestros expertos en materiales, siguiendo el método ASTM, realizaron ensayos con una gran variedad de propiedades mecánicas a diferentes temperaturas para cada material.
Para estudiar cómo el poscurado influye en las propiedades mecánicas de los materiales, este ejemplo examina los cambios en el módulo de tracción (que muestra el cambio en la rigidez de una pieza) de cada resina en la Form Cure o la Form Cure L con el tiempo. Un objeto con un módulo de tracción mayor tendrá una resistencia mayor a que su forma cambie cuando se vea sometido a un esfuerzo. El módulo de elasticidad está muy relacionado con el modo en que las cadenas de fotopolímeros se entrecruzan en la pieza impresa, por lo que Formlabs usa este módulo para representar la compleción del poscurado.
Al curar la resina durante el proceso de impresión obtenemos una pieza no poscurada con algunas uniones entre sus polímeros sin finalizar. Al conseguir entrecruzar el resto de polímeros mejoramos la resistencia, rigidez y resistencia a la temperatura de forma proporcional. El poscurado también provoca una cierta contracción de las piezas. Formlabs mide la precisión y las propiedades mecánicas basándose en un poscurado estándar de las piezas impresas, para el que se configuran los ajustes de los materiales teniendo en cuenta la contracción. Algunas resinas no requieren poscurado, pero sus propiedades mecánicas cambian si se poscuran.
Ejemplo: Ajustes de poscurado recomendados para la Rigid 4000 Resin
En este ejemplo, la Rigid 4000 Resin muestra un aumento notable en el módulo de elasticidad durante los primeros 15 minutos de poscurado, con un incremento del 116 %. No se observan más mejoras pasados estos 15 minutos.
La Rigid 4000 Resin es un material reforzado con vidrio diseñado para piezas que requieren una rigidez y resistencia altas, así como una baja deformación bajo carga. El poscurado aumenta directamente la resistencia y la rigidez al fomentar el entrecruzamiento de la matriz de polímeros que rodea a las micropartículas de vidrio, manteniéndolas rígidas en su sitio. La temperatura tiene una gran influencia sobre el poscurado de la Rigid 4000 Resin. A temperaturas altas se observa un incremento significativo del módulo de elasticidad en un periodo breve de tiempo. Realizar un poscurado de más de 15 minutos no afecta a las propiedades del material, pero la pieza puede adquirir un tono amarillento (visualmente no recomendable). Para la mayoría de aplicaciones con la Rigid 4000 Resin se recomienda un poscurado de 15 minutos a 80 ºC en la Form Cure.
Resolución de problemas en el poscurado
Los problemas más comunes durante el poscurado son un poscurado incompleto y la deformación. Si las piezas parecen más débiles o menos rígidas de lo esperado, puede deberse a un poscurado insuficiente. Esto puede ocurrir cuando la pieza es especialmente gruesa o grande, ya que las piezas más grandes tardan más en calentarse. La luz no puede poscurar por sí sola más allá de la superficie de la pieza, por lo que la Form Cure y la Form Cure L aplican tanto luz como calor. Es posible que una pieza de un grosor o tamaño mayor al de las utilizadas por Formlabs en los ensayos requiera un tiempo de poscurado mayor o temperaturas más altas para alcanzar un poscurado interno completo.
Puede producirse una deformación durante el poscurado si la pieza es muy delgada o no está expuesta a la luz en toda su superficie. La Form Cure y la Form Cure L contribuyen a evitar esta deformación rotando la pieza en una plataforma giratoria durante el poscurado, además de exponer la pieza a luz desde todas las direcciones (incluida la parte inferior de la plataforma giratoria).
Las piezas poscuradas también tienden a ser más frágiles que aquellas sin poscurar. Normalmente, a medida que aumenta el módulo disminuye el alargamiento; por ello, las piezas curadas en exceso pueden ser indeseablemente frágiles.
Equipo para el poscurado
Existen muchos métodos de poscurado, desde simplemente curar con luz (luz solar natural, secadores de uñas con luz UV, dispositivos de curado caseros, etc.) hasta usar tanto luz como calor. El calor acelera el proceso y hace posible una formación de enlaces aún más completa, con lo que se produce un aumento de las propiedades de los materiales que es imposible de obtener únicamente con la luz.
Formlabs lanzó el primer producto de hardware de poscurado fabricado específicamente para las resinas de Formlabs, la Form Cure V1, a principios de 2017. Desde entonces, las mejoras en la Form Cure y su versión de gran formato, la Form Cure L, han conseguido que el tiempo de poscurado sea hasta 6 veces menor que antes.
La Form Cure y la Form Cure L, las dos primeras soluciones de poscurado de Formlabs para las impresoras 3D SLA de escritorio y de gran formato, están diseñadas para el poscurado rápido y uniforme de impresiones realizadas con resinas de Formlabs. Con ajustes de tiempo y temperatura preestablecidos para cada una de las resinas de Formlabs, la Form Cure y la Form Cure L eliminan la incertidumbre del proceso de poscurado y también permiten a los usuarios imprimir de forma segura resinas biocompatibles que cumplan los requisitos de biocompatibilidad del producto que se desea fabricar. Cuando se lanzan resinas nuevas, basta con que los usuarios actualicen el firmware de su Form Cure para obtener el tiempo y la temperatura específicos que producirán las propiedades óptimas de los materiales.
La Form Cure utiliza una fuente de luz de 405 nm, ya que un proceso exhaustivo de ensayos internos determinó que se trata de la más eficaz para optimizar el módulo y la resistencia a la rotura por tracción de las piezas impresas con las impresoras de Formlabs. En comparación, cuando el tiempo y la temperatura eran los mismos, pero la fuente de luz usada era de 365 nm, el módulo solo alcanzaba un 67 % del que se conseguía en las muestras de 405 nm. Hay una diferencia significativa en las propiedades de poscurado con cada longitud de onda, especialmente cuando los tiempos de poscurado son cortos.
Aunque el tamaño de la Form Cure L está pensado para poscurar piezas grandes, también se puede utilizar para poscurar de forma eficiente muchas piezas pequeñas para una producción en lotes. Un laboratorio dental puede tener cinco impresoras Form 4B, pero necesitar solo una única Form Cure L para curar todas sus impresiones al mismo tiempo, ahorrando en tiempo, espacio y mano de obra.
Empieza a curar impresiones 3D SLA de resina
Formlabs te lo pone fácil para completar tu proceso de trabajo para la impresión 3D con opciones de curado de gran y pequeño volumen. La Form Cure y la Form Cure L han pasado por exhaustivos ensayos internos y externos y hacen que expandir la producción de SLA sea más fácil que nunca.
Los ajustes preprogramados para los materiales de Formlabs facilitan el poscurado de las piezas en la Form Cure y la Form Cure L. Además, permiten guardar nuevas configuraciones predeterminadas. Para empezar a curar piezas impresas con facilidad, compra la Form Cure o la Form Cure L (para piezas de gran tamaño o aplicaciones de alta productividad). Para obtener una lista completa y actualizada de los tiempos y temperaturas de curado de las resinas, consulta los recursos de nuestro sitio web de asistencia:
Explora la Form Cure y la Form Cure L o contacta con nuestro departamento de ventas si necesitas más información.
