RECENSIONE: ZORTAX INKSPIRE STABILISCE STANDARD ELEVATI CON IL DEBUTTO SUL MERCATO DELLA FOTOPOLIMERIZZAZIONE
Affermata come produttore di stampanti 3D FFF desktop, l’azienda polacca Zortrax ha fatto il suo debutto nella polimerizzazione in vasca nel settembre 2018 con il sistema compatto Inkspire . Creato per la produzione su scala medio-bassa, Inkspire è commercializzato come un tuttofare per l’uso da parte di professionisti dell’ingegneria, della gioielleria, del dentista e del design. Al suo ingresso sul mercato, ha anche riportato la capacità di produrre con una precisione 9 volte superiore e 8 volte la velocità di altri sistemi SLA comparabili: affermazioni audaci per un debutto sul mercato.
Per oltre due mesi, il team di ingegneri del settore della stampa 3D ha lavorato con Zortrax Inkspire per compilare un rapporto dettagliato sulle prestazioni di questa stampante 3D. Questa recensione riassume i risultati del team per aiutarti a prendere una decisione informata sul tuo prossimo acquisto di stampante 3D.
Prime impressioni su Zortrax Inkspire
All’arrivo, Zortrax Inkspire è confezionato con uno starter kit contenente pinze, spatole, un coltello, equipaggiamento di sicurezza, imbuto e altri strumenti: un’aggiunta premurosa per l’acquirente per la prima volta. La macchina stessa quando non imballata misura circa 210 mm x 210 mm x 435 mm (L x P x A) ed è costruita con un robusto telaio completamente in metallo. Lo spazio di lavoro che ottieni per una macchina di queste dimensioni è circa la media di altre stampanti UV 3D, misurando 74 x 132 x 175 mm (L x P x A).
Il serbatoio resina all’interno del sistema è composto da due parti principali, una parte metallica per le pareti del serbatoio e un assieme contenente il film FEP. Le parti sono fissate l’una all’altra da una serie di viti, che aiutano nella facile rimozione del film in FEP quando deve essere sostituito. Con l’uso quotidiano, la pellicola FEP secondo la nostra esperienza doveva essere sostituita dopo il periodo di prova di due mesi, questo è normale, poiché è considerata una parte usa e getta della macchina.
La configurazione della stampante 3D ha richiesto 3 minuti, con il sistema pronto per la stampa dopo 1 minuto di tempo di inizializzazione. La calibrazione automatica della piattaforma di stampa in questa macchina è stata efficace e l’utente viene guidato attraverso il processo tramite il touchscreen integrato. Wh en riferimento al sito web Zortrax supporto per l’installazione, le informazioni che abbiamo trovato era completo, disponibile e facile da navigare.
In generale, Zotrax Inkspire ha fatto una buona impressione alla consegna, alla configurazione e all’uso generale.
Stampa 3D LCD UV
La tecnologia di polimerizzazione in vasca di Inkspire è un tipo di metodo LCD UV. Il vantaggio principale di questa tecnica è la velocità di costruzione rispetto allo SLA poiché l’intera superficie del letto può essere polimerizzata contemporaneamente, invece di essere scritta bit per bit con un laser. Consente inoltre una precisione XY costante su tutta la piattaforma, a differenza dei processi DLP. La precisione XY delle stampe dipende dalla risoluzione dell’LCD.
Come per tutti i nostri test sulla stampante 3D desktop, il primo oggetto del team realizzato sull’Inkspire è stata una barca di benchmarking 3D Benchy. Liscia, con linee di livello praticamente invisibili, la qualità della stampa di prova 3D Benchy è stata impressionante.
Il tempo di stampa per ottenere questo risultato, tuttavia, è stato lungo, richiedendo oltre 9 ore per il completamento. L’oggetto mostrava anche alcune imperfezioni: pixel sulle pareti della cabina, artefatti sul lato inferiore del tetto e una crepa a poppa della barca.
La pixelizzazione avrebbe potuto essere evitata ruotando il modello di 45 ° sull’asse Z. I manufatti del tetto erano piccoli e creati a causa dell’assenza di materiale di supporto in questo ponte. La crepa a poppa della barca era probabilmente collegata alla rimozione degli oggetti dal letto e alla post-lavorazione. È necessario prestare particolare attenzione quando si rimuovono oggetti dalle vasche di resina. Nel processo di pulizia ad ultrasuoni, le crepe possono propagarsi e creare difetti molto più grandi in una parte.
Ripetibilità della stampante 3D Inkspire
Gli artefatti dei test di ripetibilità standard del settore della stampa 3D sono costituiti da tre modelli: un quadrato con un foro nel mezzo; un esagono con una cavità a forma di pillola; e tubi. Per mantenere questo test equo, tutti gli artefatti di ripetibilità su Zortrax Inkspire sono stati stampati in 3D utilizzando la resina Zortrax Basic Grey e senza supporti con i seguenti parametri:
Spessore strato (mm) Tempo (i) di esposizione dello strato Tempo di disattivazione dell’esposizione Tempo (i) di esposizione dello strato inferiore
0.1 9.5 5 80
Ciascuno dei modelli è stato stampato in 3D in lotti di cinque. Per verificare l’accuratezza di una stampa 3D in ciascuno dei manufatti, cerchiamo una media di differenza il più vicino possibile alla dimensione progettata.
Per la prima prova quadrata, 12 mm è la dimensione target del foro al centro dell’oggetto. La deviazione standard degli oggetti in questo test è buona, tuttavia, la media della differenza per le dimensioni XY è meno accurata. Poiché le dimensioni effettive tra X e Y sono sempre inferiori alla cifra di riferimento di 12 mm, riteniamo che la discrepanza possa essere innata nel processo LCD. È possibile che i pixel della superficie siano meno esposti alla luce UV rispetto a quelli al centro della parte. Questi pixel non ricevono abbastanza luce e quindi sono difficili da rimuovere durante la stampa e la post-elaborazione.
Nella seconda prova dell’esagono, abbiamo osservato incongruenze simili tra il riferimento XY e le dimensioni stampate, misurando questa volta la larghezza di ciascun esagono. Tuttavia, la precisione dell’asse Z su queste parti è stata eccellente, fornendo profondità di scanalatura stampate da 4,99 a 5,02 mm, vicine al riferimento di progettazione di 5 mm.
Nella prova finale in provetta, ancora una volta la deviazione standard delle parti è accettabile, sebbene priva di precisione XY, con un eccellente asse Z
Nonostante i problemi con le dimensioni dipendenti da XY, questi test hanno dimostrato che la stampa 3D su Inkspire è generalmente altamente ripetibile. Per correggere le discrepanze XY, l’opzione “sottobosco” che può essere regolata manualmente all’interno dell’affettatrice per ottenere l’impostazione ottimale.
Stampa di prova in provetta.
Prima di passare ai test delle applicazioni reali, il team ha condotto un test di precisione utilizzando due piccoli pannelli di colonne e fori che aumentavano con incrementi di 0,1 mm. Nonostante alcune deformazioni del pannello di base delle colonne, i risultati di questo test sono impressionanti. Inkspire è in grado di stampare una torre di 0,4 mm di diametro e un foro di 0,4 mm di diametro senza problemi. I fori da 0,3 mm e 0,2 mm sono percepibili, ma non possono essere qualificati come fori reali in quanto appaiono più come segni sulla superficie della piastra. Va notato che la precisione di base per questo sistema è specificata a 50 micron.
Applicazioni del mondo reale su Zortrax Inkspire
Concentrandosi nuovamente sulla precisione, il primo test di applicazione nel mondo reale dell’Inkspire è stato una Torre Eiffel stampata in 3D. Questo modello è interessante perché è composto da una struttura a rete, che crea molti strapiombi e ponti.
Zortrax Basic White / Ivory era il materiale utilizzato in questa stampa. Impostiamo lo spessore dello strato a 0,025 mm, il tempo di esposizione a 6 secondi, il tempo di disattivazione a 5 secondi e l’esposizione dello strato inferiore a 60 secondi. Non sono stati utilizzati supporti.
La qualità di questo modello è stata eccezionale. Le linee degli strati potevano essere osservate solo esaminando attentamente l’oggetto e la struttura del fascio sottile, simile a un reticolo, del modello era ben dettagliata. Si sarebbero potuti apportare miglioramenti all’oggetto alterando il suo orientamento sulla piattaforma di costruzione. Anche il sottile guardrail sul primo livello del modello ha fallito, anche se la sua assenza non toglie nulla all’aspetto generale.
Prototipazione funzionale
Passando alla prototipazione funzionale e studiando il potenziale per l’uso ingegneristico, il team ha stampato in 3D un gruppo di ingranaggi planetari. Tutti gli aspetti funzionali di questo oggetto sono stati prodotti bene e combaciano consentendo la libera rotazione. L’unico articolo che mancava al modello erano i timbri non funzionanti sulla superficie degli ingranaggi.
Gruppo ingranaggio planetario stampato in 3D su Inkspire.
Gruppo ingranaggio planetario stampato in 3D su Inkspire.
Testando tolleranze strette in un altro modo, il team ha anche stampato in 3D una parte di ricambio per una cerniera su un paio di occhiali. Le piccole caratteristiche del perno della parte corrispondevano bene alle dimensioni progettate. Fondamentale, tuttavia, le tolleranze raggiunte in questi perni hanno significato che la riparazione degli occhiali ha avuto successo.
Gioielleria
Grazie alla sua elevata precisione e alla capacità di definire dettagli fini, la polimerizzazione in vasca è il metodo di scelta per molti gioiellieri. Per testare le capacità di Inkspire in questo settore, il team ha stampato in 3D due modelli di anelli altamente dettagliati, che sarebbero stati utilizzati per la fusione del metallo.
Per preparare questi file, abbiamo utilizzato l’opzione “Ottimizzazione della rotazione” nell’affettatrice Z-SUITESuite fornita. Ciò consente all’utente di trovare l’orientamento che richiede materiale di supporto minimo, riducendo quindi eventuali macchie che potrebbero influire sulla qualità del getto finale. Con questa opzione si ottiene anche un grado più elevato di qualità di stampa, poiché le linee rette e le superfici piatte del modello vengono tratteggiate dai pixel XY, eliminando i bordi quadrati.
Nella prima stampa di prova dei due modelli di anello, uno di leone e uno di teschio, gli oggetti si sono guastati, a causa della forza dei supporti. Abbiamo risolto questo problema semplicemente aggiungendo 2 secondi aggiuntivi per supportare il tempo di esposizione.
La qualità complessiva delle stampe ad anello di successo è eccezionale. La levigatezza superficiale degli oggetti è paragonabile a quella dei pezzi stampati a iniezione, creando le condizioni ideali per la fusione. Dopo la rimozione del supporto, abbiamo osservato un piccolo difetto nella parte inferiore dell’anello del leone. Questo può essere facilmente risolto per la fusione.
Stampa 3D in piccoli lotti
Passando alla successiva rivendicazione principale di Inkspire, abbiamo messo alla prova la stampante 3D nella produzione di piccoli lotti.
Per questo test, abbiamo annidato 20 cappucci per cavi HDMI sostitutivi nell’area di costruzione, anche se c’era la possibilità di annidarne altri se necessario, occupandosi dell’orientamento e della disposizione.
Abbiamo caricato la stampante con la configurazione in 20 parti più volte nel corso di una giornata lavorativa di 8 ore. Alla fine della giornata, aveva completato con successo la produzione di 160 cappucci per cavi visivamente identici in otto cicli di stampa di 1 ora. Non si sono verificati guasti o difetti durante la produzione dei lotti e la qualità delle parti è stata molto buona.
Sulla base di questa corsa, possiamo dedurre che Zotrax Inkspire è in grado di soddisfare le serie di produzione di volume medio-basso. La quantità di parti, ovviamente, dipende dalla geometria, dalle dimensioni e dall’annidamento.
Materiali speciali: flessibili
Per soddisfare pienamente le esigenze di ciascuno dei diversi mercati presi di mira da Zortrax, Inkspire deve anche dimostrare le sue capacità lavorando con materiali diversi e più impegnativi.
In questo test di stampa finale, eseguiamo la macchina utilizzando materiali al di fuori degli standard Zortrax Basic White / Ivory e Grey. Il primo di questi è Zortrax Flexible Transparent Yellow. Le proprietà di questa resina promettono elevata flessibilità, resistenza agli urti, dettagli e spigoli vivi.
Il primo modello realizzato utilizzando il materiale era un pneumatico in miniatura. I segni del battistrada su questo modello sono stati ben evidenziati con la resina e la sua densità suggerisce una buona capacità di assorbimento degli urti.
Sfortunatamente, la gomma in miniatura non si è dimostrata molto flessibile quando compressa. Supponendo che ciò fosse dovuto alla sua geometria piuttosto che alla resina stessa, il team ha deciso di provare un oggetto più sottile.
Una cinghia di distribuzione, utilizzata per trasferire la potenza tra due sottogruppi, è stato il secondo modello di prova realizzato in Zortrax Flexible Transparent Yellow nel nostro rapporto.
Quando esce per la prima volta dalla stampante 3D, la cinghia di distribuzione mostra una certa flessibilità quando viene compressa, anche se appare fragile quando è altamente deformata e non ritorna alla sua forma originale dopo la compressione. Con queste proprietà, la cintura potrebbe ancora essere utilizzata in un meccanismo a bassa coppia, tuttavia, dopo 1 settimana il modello è diventato molto fragile e crepato.
Per massimizzare le potenziali applicazioni dell’Inkspire, Zortrax dovrebbe apportare alcuni miglioramenti al suo materiale flessibile. Oltre alla sua usura, questa resina è notevolmente meno facile da stampare rispetto alla resina Basic, il tempo di polimerizzazione è più lungo e ha problemi a stampare sporgenze e ponti. Il risultato finale dipende molto dal successo della post-elaborazione.
In un secondo test sui materiali specialistici, abbiamo studiato la capacità di Inkspire di lavorare con resine biocompatibili di classe I e IIa. Le prime sono state la resina Raydent Crown and Bridge di classe IIa realizzata per la stampa 3D di modelli dentali.
Utilizzato per realizzare piccole corone dentali e ponti, abbiamo trovato questo materiale molto facile da lavorare, una qualità essenziale per le resine utilizzate da persone che non sono necessariamente ingegneri di stampanti 3D altamente qualificati. È anche veloce da curare, contribuendo a ridurre i tempi di consegna della produzione in un ambiente limitato nel tempo. Il dettaglio delle parti è stato eccellente. L’unico svantaggio della resina Raydent Crown and Bridge è che è più difficile pulire la macchina dopo l’uso e richiede uno sfregamento concentrato di alcol isopropilico.
In un ulteriore test sui materiali, il team ha applicato il materiale Raydent Surgical Guide per stampare in 3D uno strumento utilizzato per le operazioni dentali. A differenza del materiale per ponti e corone Raydent, la guida chirurgica Raydent è traslucida. È anche resistente all’acqua per consentire un lavaggio e una disinfezione sicuri prima dell’uso intraorale.
La qualità di questo oggetto stampato era molto simile a quella osservata in altri modelli dentali. La stampabilità era molto buona utilizzando i parametri predefiniti e la resina sembrava resistente sotto stress. Per questo motivo, i supporti sono un po ‘più difficili da rimuovere che con altri materiali di prova.
Nel complesso, Zortrax Inkspire si è dimostrato un sistema di polimerizzazione in vasca estremamente accurato, in grado di soddisfare una varietà di esigenze diverse nel settore. La qualità delle parti realizzate sulla macchina era praticamente impeccabile, sebbene l’azienda potesse sopportare alcuni miglioramenti alla più ampia gamma di materiali.
Modelli dentali dettagliati, prototipi complessi e modelli di gioielli sono adatti alla produzione su questa macchina. È stata inoltre realizzata la produzione di volumi medio-bassi, soddisfacendo un’altra affermazione fondamentale e lasciando un ampio potenziale per massimizzare l’utilizzo della macchina. Quando si utilizza la macchina ininterrottamente per un lungo periodo di tempo, il nostro consiglio sarebbe di avere a portata di mano una fornitura di film FEP sostitutivi.
Un’esperienza utente ben ponderata, dall’unboxing alla configurazione e all’uso generale della macchina, rende il sistema accessibile sia agli utenti di stampanti 3D amatoriali che a quelli professionali.
Per testare le sue affermazioni di essere 9 volte più precise e 8 volte più veloci delle stampanti 3D SLA, avremmo bisogno di dati molto più imparziali per fornire un confronto completo della macchina. Tuttavia, in termini di specifiche, la maggior parte delle altre macchine DLP sul mercato riportano livelli di precisione simili.
La macchina è attualmente disponibile per l’acquisto da Zotrax e da rivenditori selezionati per un prezzo di 1843,77 GBP (2122,98 GBP con Ultrasonic Cleaner) / 1,990 USD ( 2,289.00 USD con Ultrasonic Cleaner) .
