معرفی انواع رزین پرینتر سه بعدی

ماده اولیه پرینتر سه بعدی در تکنولوژی استریولیتوگرافی مایع چسبناکی به نام رزین می باشد. نوع و رنگ رزین منتاسب با کاربرد قطعه ، دقت و جزئیات انتخاب می شود. رزین مصرفی در چاپگر سه بعدی ، مثلا مدل Orange 30 یا LD002 ، یک نوع پلیمر روان شده حساس به نور است (Photopolymer) که با تابش مستقیم پرتو UV به جامد تبدیل شود. انواع رزین پرینتر سه بعدی را در این مقاله بررسی خواهیم کرد.

در این مقاله، فارغ از این موضوع که پرینتر سه بعدی رزینی شما مربوط به کدام گروه از خانواده Stereolithography می باشد، سعی می کنیم توضیح جامع و کاملی از انواع رزین پرینتر سه بعدی به همراه کاربرد های صنعتی داشته باشیم. همچنین می توانید مقالات متعددی در مورد پرینتر سه بعدی رزینی و روش های چاپ SLA، DLP و MSLA را در وبلاگ آذرین تک جستجو کنید. 

طبقه بندی انواع رزین از نظر خواص مکانیکی و حرارتی

لازم به ذکر است ما در این طبقه بندی انواع رزین پرینتر سه بعدی را به صورت جداگانه معرفی کردیم در حالیکه در برخی منابع رزین شفاف را زیر مجموعه رزین استاندارد و منعطف قرار می دهند یا رزین مقاوم حرارتی را از نوع سرامیکی می دانند. به طور کل اکثر رزین ها یکی از 10 مدل معرفی شده در بالا هستند که می توانید در بازار هم با همین عناوین تهیه بفرمایید.
شاید این سئوال برای شما پیش آید فرق بین رزین و فیلامنت در قیمت، کیفیت و نوع مصرف چگونه است. پیش از توضیح اختصاصی هر نوع رزین، این مهم را پاسخ می دهیم.

رزین یک مایع چسبناک (سنگین تر از آب) و حساس به نور فرابنفش یا همان UV است که می تواند با قرار گیری در معرض طول موج خاصی از نور لیزر، نور لامپی و نور های گسترده LED تغییر ماهیت دهد و سخت شود. مواد اصلی رزین شامل پلی ال ها، اپوکسید ها و اسید های اکریلیک و استر استو می باشد. در واقع رزین متشکل از مونومر های چند کاره (MFM) یا پلیل پلی اکریلات هایی هستند که پیوند عرضی را شکل می دهند.

گرو ه های شیمیایی اصلی اولیگومر ها شامل اکریلات های پولیستر (PEA) ، اکریلات های اپوکسی (EA)، اکریلات های اورتان (UA)، آمینو اکریلات ها و اپوکسی های Cycloaliphatic است.

تفاوت بین رزین و فیلامنت رشته ای

البته می دانیم در هر دو نوع پرینتر سه بعدی و مواد اولیه آن تنوع بسیار زیاد است و می توان موارد متناقصی را در جدول بالا جستجو کرد ولی در این جدول مشخصات عمومی درنظر گرفته شده است. تفاوت عمده بین رزین و فیلامنت بیشتر بر می گردد به تفاوت دو تکنولوژی پلیمریزاسیون مخزنی (SLA) و اکسترودری با فیلامنت (FDM) بر می گردد.

جهت آگاهی بیشتر در مورد تفاوت های این دو تکنولوژی و کاربرد انواع پرینتر های سه بعدی می توانید به بخش مقالات آذرین مراجعه نمایید.

در تکمیل این قسمت باید بدانیم که با رزین مایع می توان قطعات را در سایز کوچک تر با کیفیت ابعادی دقیق تر و کیفیت سطح بسیار عالی چاپ کرد. اصطلاحا بهتر است قطعات ریز با جزییات بالا را با تکنولوژی استریولیتوگرافی (SLA)  چاپ کنیم.

یکی از معایب کار با رزین خاصیت فتوپولیمر بودن آن (حساس به نور) می باشد. چون بعد از چاپ قطعه هنوز محدودیت هایی برای حفظ رنگ و کیفیت سطح وجود دارد. قطعات در مجاورت هوا و اکسیژن کیفیت بصری و حتی خواص مکانیکی خود را با مرور زمان از دست می هند. در نتیجه در روش استریولیتوگرافی فرآیند پرداخت نهایی مانند رنگ آمیزی، پوشش روغنی و اندود کاری بسیار مهم است. البته همین فرآیند های پرداخت نهایی را در تکنولوژی FDM نیز داریم ولی باید بدانید ماهیت فیلامنت بعد چاپ بسیار بهتر و مقاوم تر از رزین بعد چاپ می باشد یعنی دوام و استحکام بالاتری نسبت به رزین دارد.  تا به اینجا متوجه شدیم با این نوع رزین (رزین اپوکسی) قطعاتی با وضوح بالا، جزئیات دقیق و سطح نهایی صیقلی را تولید کرد. به کمک دستگاه های استریولیتوگرافی یا همان SLA می توان قطعاتی که با روش FDM قابل چاپ نیستند و یا کیفیت سطح بسیار بالایی دارند را به راحتی چاپ کرد.

برگردیم به بحث اصلی که همان رزین است. هر نوع رزین در صنعت خاصی استفاده می شود. مثلا رزین استاندارد برای نمونه سازی و مجسمه، رزین های با دوام و سخت برای قطعات مکانیکی و درگیر در یک مکانیزم و رزین های دندان سازی که منطبق با استاندارد های پزشکی و سلامت می باشند و رزین Castable (قالبگیری) که پس از سوختن خاکستری از خود بجا نمیگذارند(حداکثر 0.02 درصد). حتی برای صنایع خاصی مانند مجسمه سازی مینیاتوری و فیگوراتیو ماده خاصی به نام رزین آرت (ART Resin)  داریم که خواص مکانیکی پایین تری نسبت به مدل TOUGH دارد.

همه رزین ها ، مستقل از خواص مکانیکی و حرارتی که دارند، در تکنولوژی SLA طی فرآیند فتوپلیمریزاسیون به وسیله یک منبع نوری UV تبدیل به پلاستیک جامد می شوند. همانطور که در ابتدای مقاله، اجزاء تشکیل دهنده رزین (Thermoset Polymer) را تشریح کردیم، باید این نکته را هم اضافه کنیم همین ترکیبات مختلف مونومر ها، الیگومر ها و اولیتیماتور ها هستند که باعث ایجاد خواص مختلف حرارتی و مکانیکی در مواد می شوند.

ویژگی های استفاده از رزین

در مقاله "رزین های سه بعدی را بهتر بشناسیم" در مورد ویژگی های مکانیکی و حرارتی انواع رزین و تفاوت های کاربردی آن ها بهتر و مفصل تر صحبت می کنیم. این مقاله را می توانید در وبسایت آذرین تک در بخش مقالات جستجو کنید.

در این مختصر انواع رزین چاپ و تفاوت های کاربردی را توضیح دادیم. جداولی برای شناخت و مقایسه بهتر خدمت دوستان ترسیم شد و تفاوت های عمده بین رزین و فیلامنت مطرح شد. علاقه مندان جهت مطالعه بیشتر می توانند سایر مقالات و مطالب مربوط به انواع تکنولوژی استریولیتوگرافی را در وبسایت ما جستجو نمایند.