Adrian Bowyer, il fondatore di RepRap , ha pubblicato un post sul blog delineando un nuovo metodo di stampa 3D in resina multimateriale.
A seguito di un recente Tweet in cui affermava “che la SLA non può fare più materiali in una singola stampa” , Bowyer è stato accolto con una serie di risposte che sottolineavano quanto si sbagliasse. Come nel caso di qualsiasi studente per tutta la vita, l’ha vista come un’opportunità per ampliare i suoi orizzonti e condividere le proprie idee su come realizzare la stampa 3D multimateriale utilizzando due o più resine.
Bowyer descrive il suo metodo come semplice ma dispendioso, quindi coloro che danno la priorità al risparmio materiale dovrebbero sedersi prima di procedere. :
L’altro giorno ho iniziato una breve discussione su Twitter dicendo qualcosa che pensavo fosse vero: “… SLA non può fare più materiali in una singola stampa”. Ma, come hanno sottolineato Bill Steele e Joel Telling , mi sbagliavo. Anche la sintesi automatica mi ha inviato un collegamento a questo affascinante e intelligente (anche se un po’ complicato) processo SLA multi-materiale . Chris Russell ha anche sottolineato questo processo , anche se per quanto posso vedere che fa solo multimateriale in strati orizzontali. BillieRubenMake fa qualcosa di simile .
Tutto questo mi ha fatto pensare al modo più semplice per realizzare più materiali in un’unica stampa SLA. Ho escogitato un metodo che è
Semplice, ma
dispendioso
Risolverò il problema degli “sprechi” dopo aver descritto per te la versione semplice del processo.
Iniziamo descrivendo brevemente come funziona la stampa 3D SLA monomateriale convenzionale. L’immagine sopra è della stampante SL1 SLA di Josef Prusa , una delle quali ci ha gentilmente dato. Ho preso la foto dalla recensione della macchina di Thomas Sanladerer qui e ho aggiunto alcune etichette. La stampante è la macchina sulla destra.
Per fare una stampa versi resina fotosensibile nel serbatoio, che ha una finestra sul fondo. Sotto la finestra c’è una sorgente di luce UV dietro una maschera LCD. La maschera può avere qualsiasi motivo di aree opache e trasparenti scritte su di essa. La piattaforma viene abbassata in una posizione una frazione di millimetro sopra la finestra. Il motivo del primo strato viene scritto sulla maschera, esponendo e solidificando la resina contro la piattaforma in quel motivo. Il serbatoio viene quindi inclinato leggermente verso il basso, staccando la stampa dalla finestra. La piattaforma viene sollevata leggermente e il processo viene ripetuto per stampare il livello successivo. E così via.
Il problema con la realizzazione di una stampa multimateriale con questo processo è che puoi avere solo una resina nel serbatoio.
Ma supponiamo di aver stampato il Layer-1 in Resin-A, quindi di averlo versato via. È quindi possibile aggiungere Resin-B e stampare Layer-1 di Resin-B insieme a Resin-A. Quindi sali, stampa Layer-2 in Resin-B, versalo via, aggiungi Resin-A e stampa il pattern di Layer-2 di Resin-A e così via.
Se l’intero processo fosse condotto con l’asse verticale della macchina inclinato di un piccolo angolo verso un angolo della finestra, ciò faciliterebbe la rimozione delle resine da quell’angolo in uno scarico con un’elettrovalvola.
Ora. Come ho descritto, non funzionerebbe per due motivi principali:
La resina è appiccicosa. Versarlo via non rimuoverebbe tutto, quindi Resin-A e Resin-B contaminerebbero in modo incrociato.
Bolle.
Possiamo sbarazzarci della contaminazione incrociata. Questa è la fase dispendiosa del mio processo: quando sostituiamo la Resina A con la Resina-B, utilizziamo un po’ di Resina-B per lavare via i resti di Resina-A, scartiamo la Resina-B contaminata risultante, quindi mettiamo la Resina-B pura. Facciamo lo stesso quando sostituiamo Resin-B con Resin-A.
Questo lascia il problema delle bolle. In una stampa SLA convenzionale a materiale singolo, il processo di esposizione e peeling è sempre immerso nel serbatoio della resina, quindi le bolle non possono entrare. Ma il processo di lavaggio che ho descritto consentirebbe di trattenere le bolle d’aria dopo il lavaggio in cui il la stampa tocca la finestra, dando una qualità di stampa molto scarsa.
Tuttavia, le resine hanno una pressione di vapore molto bassa. Questo è ciò che consente il funzionamento della tradizionale colata di resina sottovuoto. Quindi l’intero processo che ho descritto potrebbe essere eseguito in una camera a vuoto, che eliminerebbe le bolle. Le resine dovrebbero essere degasate sotto vuoto prima dell’inizio, ma è lo stesso anche nella colata di resina sottovuoto.
Infine, che dire dei rifiuti? L’immagine mostra la cura e la lavatrice per le stampe a sinistra. Quando una stampa è finita, tutta la resina non polimerizzata che vi si attacca viene lavata via usando alcol isopropilico da questa macchina, che poi polimerizza la stampa esponendola a più luce UV. Potremmo utilizzare lo stesso processo di lavaggio per lavare le resine poiché Resin-B sostituisce Resin-A e viceversa, senza sprecare così un carico di resina.
Ma non potevamo usare l’alcol isopropilico, perché ha una pressione di vapore di 33 hPa a 20 gradi Celsius (circa il doppio del VP dell’acqua), quindi bollirebbe semplicemente nel vuoto. Abbiamo bisogno di un solvente organico con un VP molto basso, qualcosa come l’anilina (0,4 hPa a 20 gradi Celsius), anche se non so se laverebbe bene le resine. Probabilmente dovremo rimuovere l’eventuale solvente rimanente dal fondo della stampa prima che venga aggiunta anche la resina successiva: chiaramente il solvente non evaporerà.
Non vedo ragioni tecniche per cui il processo descritto qui non funzionerebbe. E ovviamente si potrebbe estendere per utilizzare un numero qualsiasi di resine, non solo due, consentendo isolanti e conduttori, diversi materiali di riempimento e diversi colori.
Alla fine, non appena questo post del blog è stato pubblicato, Erin Rose ha avuto l’idea di avere due o più serbatoi di resina contenenti resine diverse e di spostarli a turno sotto la stampa in crescita, dopo che è stata pulita a filo. Ciò eliminerebbe la necessità di uno scarico e di una ricarica. Brillantezza e la meraviglia dell’open-source!
Adrian Bowyer
