3D фотополимерный принтер

people-bl
Offline
Зарегистрирован: 30.09.2013

 

Всем привет.

Совсем недавно присоединился к вашему сообществу. Многое еще не ясно, но все интересно. Вот появилась идея создать 3D принтер. Пересмотрел кучу вариантов и остановился на 3D принтере с фотополимерной основой.

Фотополимерная основа эта такая штука из которой создают печати и пломбы для зубов, она достаточно твердая, в то же время гибкая, в общем их существует куча всяких.

Данный метод печати один из самых точных и в нем всего 1 ось перемещения

Фотополимер застывает когда на него направлен ультрафиолет

Принцип работы: проецируем на фотополимер срез модели, и она застывает там, где была освещена. Поднимаем модель, добавляем смолы, засвечиваем следующий срез и т.д.

Вот примерная схема.

И так вопросы Уважаемые знатоки:

1. Пропускает ли LCD матрица ультрафиолет?, ибо если нет, то вся идея рушится. Если пропускает, то когда на матрице черный цвет, соответственно лучи преломляются и ультрафиолет не проходит, я правильно понимаю?
2. Как можно подключить LCD матрицу к arduino и синхронизовать смену кадра с выдержкой на полимеризацию?
3. Кто сталкивался с фотополимерами, сколько времени нужно на полимеризацию одного слоя?

Я думаю по мере реализации проекта будет еще куча вопросов.

ourlive
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2012

по матрицам всё просто, берёте ближайшую под рукой валяющуюся, пультом от телека светите, а камерой мобилки на просвет смотрите. Причём глядеть нужно и открытое состояние и закрытое. Скорее всего диаппазоны прозрачности у разных экранов разные, особенно вопросы к поляризатору, может оказаться и фотофильтром одновременно.

people-bl
Offline
Зарегистрирован: 30.09.2013

Спасибо, о поляризаторе я как-то забыл, но по идеи он не должен мешать. на ультрафиолетовые светодиод можно такойже направленности полярик нацепить. 

Вот возник еще вопрос как равномернее осветить матрицу?

people-bl
Offline
Зарегистрирован: 30.09.2013

В пульте инфрокрасный спектр, а вот ультрафиолет даже не знаю как проверить.

Вопрос еще в том что ультрафиолет греет и вот нужно ли охлаждать отдельно матрицу если использовать ~ 100 шт. 5 мм светодиоды на 15" матрицу

axill
Offline
Зарегистрирован: 05.09.2011

круто вы замахнулись на создание исследовательской лаборатории в домашних условиях)

ултрафиолет сильно задерживается обычным стеклом, а ставить кварцевое в LCD панели по-моему нет никакого резона. Принтеры с фотополимерами описание которых мен попадалось используют лазер для завсетки. Вы уверены, что есть полимеры которым хватит светодиодной засветки да еще и через поглащающий LCD экран?

не понятно каким образом будет осушествляться "нанесение" следующего слоя фотополимера перед засветкой. В вашей схеме платформа над емкостью с полимером. Как это будет работать? Застыающий слой где будет? На платформе или с обратной стороны там где LCD?

people-bl
Offline
Зарегистрирован: 30.09.2013

Добрый день. Застывший слой расположен снизу, его проецирует матрица, застывшие слои будут оставаться на платформе, которая поднимается с каждым новым слоем с помошью ременной передачи от шагового двагателя.
На счет мощности вот я и интересуюсь будет ли открытая матрица пропускать ультрафиолет и на сколько, а закрытая его останавливать, существуют ли фотополимеры застывающие от других спектров, например инфрокрасного и т.д. 

Я планирую использовать 15" мартицу от ЖК дисплея и 100 20ma светодиодов по ~1200mcd каждый, получается на 1 светодиод 7 см^2, многовато конечно, учитывая потерю на матрице (если вообще пропускает уф лучи), думаю увеличить в 2 раза или поставить 10 одноватных диодов.

Вообще куча вопросов еще. Например какова толщена застывающего слоя, я предпологаю что она зависит от времени воздействия нужного спектра на полимер, но как ее вычислить?

ourlive
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2012

Вот вам ещё вопрос на раздумье, как удалить незастывшее, вы же наверняка предполагаете печать объектов со сложной внутренней структурой. К примеру полый шар со смещённым центром тяжести и армированной внутренней структурой. Мне 3D тоже очень интересна, вот только пока что не мой уровень умения.

people-bl
Offline
Зарегистрирован: 30.09.2013

да, отличный вопрос :) придется оставлять отверстие :))
Либо отслеживать количество полимера на уровне 1-2 слоя

radneo
Offline
Зарегистрирован: 11.11.2013

А не легче будет вместо матрицы и светодиодов УФ лазер поставить?Большой мощности не нужно,так что можно обойтись УФ лазерным диодом,перемещать по X,Y ;и фокусировку для требуемого диаметра пучка.Ну а если ещё и подачу фотополимера прямо под луч организовать,то можно и без этого:

people-bl пишет:

да, отличный вопрос :) придется оставлять отверстие :))
Либо отслеживать количество полимера на уровне 1-2 слоя

std
Offline
Зарегистрирован: 05.01.2012

radneo прав, LCD матрица на просвет только зря усложняет конструкцию. Лазера, и как на фрезерный станок координатного стола достаточно.

Так же работает DMLS принтер, на котором напечатали 33 детали от 1911, включая ствол.

people-bl
Offline
Зарегистрирован: 30.09.2013

Лазер дольше будет пробегать по всей площади засвечиваемого слоя.

Если использовать LCD то застывание происходит одновременно по всему слою. Взять допустим слой в виде квадрата 10*10, с LCD он застынет допустим за 2 секунды, а с лазезом, если брать скорость прохода 1 условной точки за 0.1 сек получится уже 10 секунд, но с другой стороны если взять слой 1*1 от матрицы он также будет застывать 2 сек, а от лазера 0.1 сек. все зависит от того 

Кроме того если делать лазер, то система развертки это не так-то и просто, ее нужно каллибровать нормально, тестировать больше движущий частей не приносят точности, еще нужно зеркало с внешним отражающим слоем, полная гермитичность всей установки. С LCD этого добится легче приклеев его к ванной с полимером а к матрице uv диод хоть мощностью 200 ватт, обеспечив его хорошим отводом тепла вот и получается что LCD удобнее, выгоднее, быстрее. Главное это проверить LCD на пропускание UV спектра. Везде пишут по разному.

Хотя с другой стороны вместо UV спектра можно взять близкий к нему, глубокий синий допустим, но здесь уже вопрос с полимером поднимается.

radneo
Offline
Зарегистрирован: 11.11.2013

   Может я не понял полностью задумку автора,но исходя из рисунка в шапке можно сделать вывод,что таким методом хорошо печатать простые формы (кубик например) со 100% внутренним заполнением.Если какая-то внутреняя полость,то либо оставлять внутри незастывший материал,либо придумывать систему удаления излишков материала.

   Тут уже автору решать что геморойнее:незастывший фотополимер вытаскивать с каждого слоя или 2Д перемещение организовать(кстати,даже дешевые китайские плоттеры на тех-же Arduinoподобных системах точность дают 0,1мм).

   Хотя,если отказаться от LCD,то это уже будет обычный трёхосевой ЧПУ.

people-bl
Offline
Зарегистрирован: 30.09.2013

Вопрос про удаление незастывшего полимера также актуален и для лазера, причем в одинаковой степени как для верней загрузки (когда модель опускается в ванну с полимером), так и для нижней (когда модель поднимается из нее).

На счет плоттеров я думал. смысла в этом не увидел, точность печати в обоих случаях примерно одинаковая, а вот скорость разная

azzzazzzelDEAN
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2013

а если проецировать изображение с помощью проектора? заменив стандартную лампу на УФ?

сейчас вроди появились небольшие китайские LED проеторы, их можно использовать. хотя идея эта трудноосуществимая:(

26rus
26rus аватар
Offline
Зарегистрирован: 03.05.2011

А при фиксации (проявке) очередного слоя, нижние засвечиваться не будут? Если например в нижнем слое была пустота, а в текущем нет, то УФ просветит глубже верхнего слоя. будут получаться только кубики и параллелепипеды?

Puhlyaviy
Puhlyaviy аватар
Offline
Зарегистрирован: 22.05.2013

угу вон резину используют..  они только не стали фигней маятся... лазерный принтер наверно лазерный потому что в нем есть лазер :) система таже... нафиг лисапеды изобретать... 

http://formlabs.com/products/our-printer

xam_xam
Offline
Зарегистрирован: 11.02.2014

LCD монохромный должен быть HD формата, ведь на принтере 600х600 на 2.54 см. Если делать классикой +световая пропускная способность экрана не даст.

Думаю, о применению мощного сетика в UV  формате и оптики от DVD. Вот тебе X,Z или Y,Z -- для пробника хватит