樹脂3D打印并非簡單流程,與常見的FDM技術不同,通常需經過大量后處理步驟才能獲得最終部件。一般情況下,清洗樹脂3D打印件需使用濃度90%及以上的異丙醇(IPA),但高濃度IPA成本較高。為此,材料工程師開發出水洗樹脂。一種新型特殊樹脂,可通過水作為溶劑有效清洗,無需大量IPA或其他溶劑處理。
標準樹脂與水洗樹脂的定義差異
什么是水洗樹脂?其與標準樹脂有何區別?不同品牌樹脂的配方可能存在顯著差異:
標準樹脂:指不具備柔性、生物醫學或可澆鑄等特殊屬性的3D打印樹脂,打印后需用異丙醇或其他有機溶劑清洗。此類樹脂是當前桌面3D打印市場最常用的類型,幾乎所有3D打印樹脂供應商均有銷售。
水洗樹脂:作為一項較新的創新,用戶僅需將樹脂打印件浸泡在水中或低濃度IPA(0-10%)中,即可清除多余樹脂。該技術雖早在2016年已發明,但目前已廣泛用于桌面樹脂3D打印領域。
兩者最顯著的區別在于后處理所需溶劑類型,此外成品部件的特性也存在差異。
材料特性的品牌差異性
不同制造商的樹脂配方可能存在顯著差異,即使同一類型樹脂也不例外。因此,難以對水洗樹脂與標準樹脂的材料特性差異進行通用性結論。不過,同一品牌下,水洗樹脂與標準樹脂因化學成分不同,性能會有所差異,可能影響拉伸強度、彎曲模量及可用顏色。以Anycubic為例,其標準樹脂拉伸強度為36-45MPa,水洗樹脂為30-45MPa;水洗樹脂的彎曲模量范圍高于標準樹脂,表現為更堅硬。
打印及后處理工藝對比
水洗樹脂與標準樹脂的打印方式可能完全一致,同一型號3D打印機中,兩者的層固化時間相近。如前所述,最大區別在于從打印板移除后的清洗過程。不同品牌的水洗樹脂清洗要求不同,有些需浸泡在0-10%IPA的水溶液中,有些品牌樹脂僅需少量IPA,而真正可水洗的樹脂則完全無需IPA即可清除殘留液體樹脂。標準樹脂的后處理溶劑則為90-99.9%濃度的異丙醇。無論何種樹脂,清潔時間均由制造商規定。
溶劑處理的環保要求
需特別注意,含未固化樹脂的清洗水不可直接倒入下水道!其處理方式需與用過IPA一致:置于陽光下蒸發殘留樹脂后丟棄,或按當地危險廢物法規處置受污染的水。
經濟性與顏色選擇的權衡
水洗樹脂通常比同一制造商的標準樹脂略貴,且顏色選擇可能更有限。例如,Sunlu標準樹脂約27美元/公斤,提供8種顏色;水洗樹脂約31美元/公斤,僅5種顏色。Anycubic標準樹脂約20美元/公斤,有7種顏色;水洗樹脂34美元/公斤,僅6種顏色。
使用注意事項
水洗樹脂可免去購買、儲存及處理昂貴有機溶劑的麻煩,對愛好者而言是實用材料,僅需家用自來水即可沖洗打印件。但需特別注意,水洗部件極易受潮或遭水損壞。此外,水洗樹脂與標準樹脂均存在脆性較大的缺點,且水洗樹脂脆性略高于標準樹脂。當應力超過固化樹脂的屈服應力時,部件會呈玻璃狀斷裂。空心打印件還可能殘留樹脂,導致后固化過程中出現裂紋。
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