树脂3D打印并非简单流程,与常见的FDM技术不同,通常需经过大量后处理步骤才能获得最终部件。一般情况下,清洗树脂3D打印件需使用浓度90%及以上的异丙醇(IPA),但高浓度IPA成本较高。为此,材料工程师开发出水洗树脂。一种新型特殊树脂,可通过水作为溶剂有效清洗,无需大量IPA或其他溶剂处理。
标准树脂与水洗树脂的定义差异
什么是水洗树脂?其与标准树脂有何区别?不同品牌树脂的配方可能存在显著差异:
标准树脂:指不具备柔性、生物医学或可浇铸等特殊属性的3D打印树脂,打印后需用异丙醇或其他有机溶剂清洗。此类树脂是当前桌面3D打印市场最常用的类型,几乎所有3D打印树脂供应商均有销售。
水洗树脂:作为一项较新的创新,用户仅需将树脂打印件浸泡在水中或低浓度IPA(0-10%)中,即可清除多余树脂。该技术虽早在2016年已发明,但目前已广泛用于桌面树脂3D打印领域。
两者最显著的区别在于后处理所需溶剂类型,此外成品部件的特性也存在差异。
材料特性的品牌差异性
不同制造商的树脂配方可能存在显著差异,即使同一类型树脂也不例外。因此,难以对水洗树脂与标准树脂的材料特性差异进行通用性结论。不过,同一品牌下,水洗树脂与标准树脂因化学成分不同,性能会有所差异,可能影响拉伸强度、弯曲模量及可用颜色。以Anycubic为例,其标准树脂拉伸强度为36-45MPa,水洗树脂为30-45MPa;水洗树脂的弯曲模量范围高于标准树脂,表现为更坚硬。
打印及后处理工艺对比
水洗树脂与标准树脂的打印方式可能完全一致,同一型号3D打印机中,两者的层固化时间相近。如前所述,最大区别在于从打印板移除后的清洗过程。不同品牌的水洗树脂清洗要求不同,有些需浸泡在0-10%IPA的水溶液中,有些品牌树脂仅需少量IPA,而真正可水洗的树脂则完全无需IPA即可清除残留液体树脂。标准树脂的后处理溶剂则为90-99.9%浓度的异丙醇。无论何种树脂,清洁时间均由制造商规定。
溶剂处理的环保要求
需特别注意,含未固化树脂的清洗水不可直接倒入下水道!其处理方式需与用过IPA一致:置于阳光下蒸发残留树脂后丢弃,或按当地危险废物法规处置受污染的水。
经济性与颜色选择的权衡
水洗树脂通常比同一制造商的标准树脂略贵,且颜色选择可能更有限。例如,Sunlu标准树脂约27美元/公斤,提供8种颜色;水洗树脂约31美元/公斤,仅5种颜色。Anycubic标准树脂约20美元/公斤,有7种颜色;水洗树脂34美元/公斤,仅6种颜色。
使用注意事项
水洗树脂可免去购买、储存及处理昂贵有机溶剂的麻烦,对爱好者而言是实用材料,仅需家用自来水即可冲洗打印件。但需特别注意,水洗部件极易受潮或遭水损坏。此外,水洗树脂与标准树脂均存在脆性较大的缺点,且水洗树脂脆性略高于标准树脂。当应力超过固化树脂的屈服应力时,部件会呈玻璃状断裂。空心打印件还可能残留树脂,导致后固化过程中出现裂纹。
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