Druk trójwymiarowy jest technologią, która daje pole do popisu dla wyobraźni.   Możliwości jego stosowania są nieograniczone.
Użycie form silikonowych w druku 3D może jeszcze bardziej rozszerzyć możliwości jego zastosowania.

Połączenie tych technologii nie zawsze się sprawdza, są sprzeczne opinie dotyczące  kompatybilności fotopolimerów i silikonów.

Postanowiliśmy wiec sami to  przetestować. 

Istota technologii

Model wypełniamy płynnym silikonem, który następnie twardnieje, zamieniając się w bardzo elastyczny, mocny materiał. W  utwardzonym silikonie odtwarza się dokładnie geometria z oryginalnego modelu.
Po oddzieleniu silikonu od modelu otrzymujemy gotową  formę odlewniczą. Można ją używać do formowania wielu rodzajów materiałów od tworzyw sztucznych, wosku, gipsu  czy czekolady. Forma może być ponownie użyta do kolejnych wydruków.

Dlaczego druk 3D?

Technologia odlewania silikonu ma jedną wadę: Nie wystarczy ze masz szkic modelu 3D w głowie czy na papierze musisz mieć też przynajmniej jeden gotowy wydrukowany wcześniej model który chcesz powielić.
Właśnie dlatego druk 3D sprawdza się bardziej.

Do czego potrzebujesz form odlewniczych?

  • Skalowalność.  Jeśli potrzebujesz dwóch plastikowych części, najłatwiej wydrukować je na drukarce 3D. Natomiast jeśli potrzebujesz 2000 części, taniej jest zamówić ich wyprodukowanie na maszynie termoplastycznej. A co jeśli potrzebna Ci jest mała partia od 1 do około 100 sztuk? Wtedy idealnie sprawdzają formy silikonowe.
  • Różnorodność materiałów. Drukarka 3D zwykle obsługuje kilka  rodzajów materiałów do druku, a istnieje wiele rodzajów materiałów do odlewania.
    Do wydrukowania elementów  dekoracyjnych i artystycznych można użyć zwykłego tynku, lub przezroczystej żywicy.
    Do wydrukowania części funkcjonalnych - używa sie zwykle odlewu z  poliuretanu o różnej twardości.  Jubilerzy używają  z kolei form silikonowych do wosku.

Możliwe trudności

Naszym zadaniem było przetestowanie fotopolimeru pod kątem kompatybilności z silikonami. O co tu chodzi? w czym może być problem?
Silikony mogą nie twardnieć w kontakcie z niektórymi powierzchniami. Dlatego niektórzy z naszych klientów zastanawiali się, czy fotopolimer jest kompatybilny z silikonem.

Do eksperymentu wybraliśmy silikon platynowy, ze względu na to, że jest jednym z trudniejszych do utwardzenia. Chcieliśmy sprawdzić czy uzyskany model jest zgodny z oryginałem. W tym celu wlaliśmy do formy odlewniczej żywicę epoksydową.

Po kilku próbach z modelami fotopolimerowymi wszystko stało się jasne. Najlepszy okazał się model,  który był dużo wcześniej wydrukowany i przeleżał kilka tygodni w pełnym świetle .
 Zupełnie inaczej  było ze świeżo wydrukowanymi modelami. Uzyskane z nich odlewy wyszły lepkie i  nieutwardzone. 
Logiczne jest założenie, że silikon reagował na pozostałości nie utwardzonej żywicy z modelu.
A drukarka 3D niedokładnie oświetliła żywicę. Aby to potwierdzić, użyliśmy silikon z kroplą  żywicy fotopolimerowej.

W miejscach gdzie były resztki z żywicy nic się nie utwardziło. Aby uzyskać dobrej jakości formę silikonową konieczne jest całkowite usunięcie pozostałości żywicy. Powinna być czysta zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz . Dlatego tak ważna jest  właściwa obróbka końcowa.

Eksperyment

Do testu użyliśmy żywicy naszej firmy, wydrukowaliśmy z niej  płytki o płaskiej powierzchni o wymiarach 40*10*2 mm. Następnie wszystkie umyliśmy alkoholem izopropylowym i dokładnie wysuszyliśmy.  Po oczyszczeniu płytki były czyste i suche. 
W kolejnym etapie były naświetlane na różne sposoby: światłem słonecznym jak i ultrafioletowym (LED 365 nm).
Następnie zanurzyliśmy je w alkoholu na 10 minut a później wszystkie płytki zalaliśmy silikonem.

Kolejnego dnia usunęliśmy silikon aby dokładnie sprawdzić miejsca stykające się z fotopolimerem. W niektórych miejscach styku silikon stwardniał całkowicie, a w  innych nie do końca.

Wyniki przedstawiamy  w tabeli:

Wyniki pokazują, że zanurzenie w alkoholu na 10 minut daje świetne efekty. Tak jak długotrwałe oświetlenie UV. Krótkotrwałe oświetlenie UV natomiast o dziwo pogarsza efekt. Wynik nas zaskoczył, ale sprawdziliśmy to dwukrotnie.

Podsumowanie i zalecenia

Czy fotopolimer jest kompatybilny z silikonami odlewniczymi? Tak, ale potrzebna jest właściwa obróbka końcowa.

Oto kilka wskazówek, które pomogą Wam zrobić dobrą formę:

1) Wydrukujcie model z fotopolimerem.
Dokładnie umyjcie go alkoholem izopropylowym, następnie  musicie go w nim zanurzyć przez 10 minut.
Następnie dokładnie wysuszcie (dodatkowe krótkotrwałe  oświetlenie nie jest  potrzebne).

2) Odmierzcie składniki i dokładnie wymieszajcie. Następnie przelejcie masę do nowego pojemnika i ponownie dokładnie wymieszajcie. Jest to konieczne do uzyskania dobrych efektów.
Oto, co się stanie, jeśli użyjecie tylko jednego pojemnika do mieszania składników.

3) Należy odgazować silikon - umieśćcie  go w komorze próżniowej, aby wyszło z niego powietrze.
Jeśli nie zostanie to zrobione, na formie mogą sie zrobić bąbelki z powietrzem. Jeśli nie macie komory próżniowej musicie wybrać silikon, który będzie miał mniejszą lepkość. Wymieszajcie go ostrożnie, aby nie zrobić w nim nadmiaru powietrza.

4) Powyższe zasady dotyczą  wszystkiego, co wlewa się do formy – każdy lepki materiał będzie wymagał odgazowania.

5) Dobrze utwardzony silikon łatwo odkleja się od modelu fotopolimerowego.  Nie są potrzebne smary ani separatory. Najważniejsze jest to, żeby silikon całkowicie zastygł.
W tym celu postępuj zgodnie z zaleceniami z pierwszego punktu.