Обзор фотополимеров для 3D-печати

Чем фотополимеры так хороши?

Давайте разберемся, что вообще из себя представляет фотополимер. Фотополимерная смола — это жидкий материал, который затвердевает (полимеризуется) под воздействием ультрафиолетового излучения. Наибольшей популярностью на рынке фотополимерной 3D-печати пользуются принтеры, работающие по LCD и SLA технологиям.

Но есть нюанс – для различных устройств используется смола с разной длиной волны. И это не просто важная характеристика при 3D-печати, а результат целенаправленного инжиниринга, который решает несколько ключевых задач. Основная причина, почему вы не сможете использовать одну и ту же смолу для SLA и LCD-принтера – это фотоинициатор — химическое вещество, которое поглощает свет определенной энергии (длины волны) и запускает реакцию полимеризации. Поглощение и рассеяние света в смоле варьируются в зависимости от длины волны. Инженеры могут подобрать длину волны и состав смолы так, чтобы луч света полимеризовал слой строго заданной толщины, не затрагивая последующие. Некоторые фотоинициаторы реагируют быстрее на определенных длинах волн, что позволяет увеличить скорость печати.

Характеристики LCD-принтеров варьируются в зависимости от потребностей пользователя. Ключевые отличия включают область построения, скорость печати, наличие дополнительных модулей (например, автоподача смолы или фильтрация воздуха), а также совместимость с различными типами материалов. Поскольку выбор технологии часто определяется требуемыми физико-механическими свойствами готовых изделий, ниже мы приведем классификацию основных видов фотополимеров:

Тип	Особенности	Применение
Стандартные	Высокая детализация	Макеты, прототипирование
Гибкие	Эластичность до 400%	Уплотнители, медицинские приспособления
Инженерные	Ударопрочность, термостойкость	Функциональные детали, корпусные изделия
Биосовместимые	Сертификация ISO 10993	Стоматология, медицина
Керамические	Спекание при постобработке	Теплообменники

Смолы для настольных LCD-принтеров чаще всего используют фотоинициаторы, пик поглощения которых находится в диапазоне ~405 нм. Это связано с доступностью и дешевизной мощных светодиодов именно с этой длиной волны. В то время как промышленные смолы для SLA-принтеров могут использовать УФ-лазеры с длиной волны ~355 нм, что позволяет добиться большей точности и другой скорости реакции. 

Ключевые различия между смолами для LCD и SLA-принтеров

Параметр	LCD	SLA
Источник света	LCD-матрица	Лазерный луч
Скорость печати	Выше (одновременная засветка всего слоя)	Ниже (последовательное сканирование)
Точность	Зависит от размера пикселя	Высокая (регулируется лазером)
Стоимость смол	Зачастую дешевле	Зачастую дороже
Совместимость	Требуются смолы, оптимизированные под специфический спектр УФ-светодиодов	Работают с широким спектром УФ-смол
Надежность	Зависит от качества сборки	Высокий уровень надежности

Виды фотополимеров

Стандартные смолы

Как наиболее сбалансированные по цене и качеству материалы, они завоевали признание сообщества 3D-печати и пользуются большой популярностью как среди новичков, так и среди опытных пользователей для создания прототипов и визуализации проектов. 

Время экспозиции таких смол обычно 1.5–3 секунды на слой (для монохромных экранов) и 6–10 секунд (для RGB-экранов). Однако более точные настройки для печати всегда лучше уточнять у производителя на официальном сайте или самой упаковке с фотополимером. 
Детали, напечатанные базовыми смолами, как и большинство фотополимеров, требуют постобработки: промывка в изопропиловом спирте или специализированных растворителях, дополнительная УФ-отверждение в камере для увеличения прочности и засветки незатвердевшей смолы. 

Стандартные смолы для LCD-принтеров — это отличный выбор для тех, кто только начинает знакомство с 3D-печатью, или для задач, не требующих экстремальной прочности, термостойкости или гибкости. Они сочетают в себе доступность, хорошее качество печати и универсальность, оставаясь одним из самых популярных материалов в 3D-печатном сообществе. К тому же для большего комфорта и безопасности существуют водосмываемые смолы (в их названии можно встретить термин waterwash). Это фотополимерные смолы, которые можно очищать от остатков неотвержденного материала с помощью обычной воды, без использования спирта.

Инженерные смолы

Эта категория фотополимерных материалов разработана для создания функциональных деталей, прототипов и конечных изделий, которые должны выдерживать механические нагрузки, термическое воздействие или специфические условия эксплуатации. В отличие от стандартных смол, они имитируют свойства традиционных инженерных пластиков, таких как ABS, PP или нейлон.

Существует множество инженерных смол и вот основные их виды:

ABS-подобные смолы

• Наиболее распространённый тип
• Сочетают прочность и умеренную гибкость
• Подходят для корпусов, креплений, функциональных прототипов

PP-подобные смолы

• Обладают хорошей химической стойкостью
• Упругие, выдерживают многократные изгибы
• Применяются в деталях с защёлками, ёмкостях, лабораторной посуде

Высокотемпературные (High-Temperature) смолы

• Выдерживают температуры до 120–280°C
• Применяются в литьевых формах, оснастке, тепловых камерах

Ударопрочные (Tough) смолы

• Максимальная устойчивость к ударам и вибрации
• Востребованы в робототехнике, промышленном дизайне

Нейлоноподобные (Nylon) смолы

• Устойчивы к маслу, топливу, слабым кислотам и растворителям
• Используются в шестернях, подшипниках, ручках, кнопках и рычагах

Гибкие (Flexible) смолы 

• Устойчивы к многократным деформациям, могут сжиматься, изгибаться и скручиваться без разрушения
• Применяются для изготовления ортезов, мягких кнопок, рукояток

В случае со специальными материалами, как правило, требуется и особый подход к 3D-печати, а именно: увеличенное время экспозиции, нагревательный контур для снижения вязкости смолы, промывка и дозасветка в УФ-печи для достижения заявленных свойств. 

Стоматологические фотополимеры

Отдельно стоит упомянуть про материалы, изготовленные специально для стоматологии. Дантисты активно используют такие смолы в своей работе. Перед запуском в серийное производство такие фотополимеры проходят обязательные клинические испытания для получения официального разрешения на применение в стоматологической практике. В России в этой области особой популярностью пользуются фотополимерные смолы отечественных производителей — компаний HARZ Labs и Gorky Liquid.

Стоматологические фотополимеры компании HARZ Labs

Dental Bleach PRO

Представляет собой керамонаполненный фотополимер, предназначенный для изготовления временных коронок и мостов для длительного ношения. Благодаря низкому влагопоглощению и сбалансированному содержанию микрокерамических частиц материал обеспечивает производство ортопедических конструкций с повышенными показателями прочности и устойчивости к износу. Полученные методом 3D-печати коронки и мосты хорошо полируются и допускают цветовую индивидуализацию посредством композитных красителей.

Dental Denture Base

Фотополимер предназначен для печати жёстких базисов частичных и полных съемных протезов. Благодаря минимальной усадке и оптимальному сочетанию высокой твёрдости (по Шору D) и устойчивости к изгибу, материал обеспечивает длительный срок службы и повышенную износостойкость готовых протезов. Готовые базисы легко полируются и допускают цветовую корректировку с помощью композитных красителей. 

Dental Model Light Grey

Светло-серый фотополимер Dental Model Light Grey подходит для изготовления диагностических, рабочих и сегментированных стоматологических моделей. Материал отличается высокой детализацией и матовой поверхностью, благодаря чему даже мелкие элементы хорошо видны. Это важно для задач, где требуется высокая точность. Готовые модели остаются стабильными при высоких температурах, поэтому их можно использовать при термоформовании элайнеров.

Dental Cast Cherry

Эта выжигаемая смола идеально подходит для прямого литья металлических изделий и прессования керамических коронок и мостовидных протезов. Благодаря практически нулевому зольному остатку (менее 0,1%) и термопластичным свойствам материал обеспечивает высокое качество литья. Смола была специально разработана для быстрого и полного выгорания при повышенных температурах, что значительно сокращает производственный цикл. Для достижения оптимальных результатов литья рекомендуется использовать фосфатные формомассы, обеспечивающие стабильность при высокотемпературных режимах работы с полимерными материалами.

Dental Soft Pink

Фотополимер для печати десневых масок. Его механические свойства максимально приближены к реальным тканям десны: гибкость и мягкость позволяют точно имитировать поведение десны пациента. Материал отличается стабильностью характеристик и минимальным запахом.

Разумеется, это лишь часть ассортимента фотополимеров данного производителя. Линейка материалов включает множество различных цветов и назначений, разработанных для удовлетворения всего спектра задач современной стоматологии, решаемых с помощью аддитивных технологий.

Стоматологические фотополимеры Gorky Liquid

Dental Х-RAY

Фотополимер с рентгеноконтрастными свойствами предназначен для изготовления хирургических шаблонов, используемых в компьютерной томографии. Эти шаблоны упрощают процесс диагностики и способствуют точному планированию операционных мероприятий у пациентов с частичным или полным отсутствием зубов.

Dental Surgical

Surgical применяется для производства хирургических шаблонов. Материал отличается ускоренным процессом постобработки, что значительно сокращает время подготовки изделий. Готовая модель держит терморежим высокотемпературной стерилизации перед применением – 130°С в течении 30 минут, что соответствует стандартным медицинским протоколам обеззараживания.

Dental Gingiva

Фотополимер Gingiva предназначен для создания десневых масок. Этот эластичный материал розового цвета специально разработан для изготовления элементов, требующих гибкости и естественной эстетики, таких как мягкие ткани вокруг имплантатов.

Dental Tray

Материал нашел своё применение в изготовлении индивидуальных стоматологических слепочных ложек. Полученные цифровым способом ложки обеспечивают стабильное и точное получение оттисков, что соответствует стоматологическим требованиям. Использование персонализированных оттискных ложек гарантирует повторяемость результатов и высокую точность получаемых слепков.

Dental Base

Base специально разработан для создания точных и прочных моделей десен крупного формата. Он соответствует строгим стандартам стабильности и демонстрирует выдающуюся устойчивость к изгибающим и сжимающим нагрузкам.

Отдельного внимания заслуживают прозрачные материалы. Помимо своих физико-механических характеристик, прозрачность часто становится важным фактором для пользователей 3D-принтеров. Прозрачные фотополимеры — это специальные смолы для 3D-печати, которые после отверждения и последующей обработки обеспечивают высокую светопропускаемость. Такие материалы находят применение как в творческих задачах, например, при изготовлении элементов макетов, декоративных фигур или предметов интерьера, так и в технических сферах. Их используют для производства корпусов электронных устройств, прототипов автомобильных фар, моделей для литья, а также гибких стоматологических капп, где требуется высокая точность и эластичность.

Производители, которым мы доверяем

Мы отобрали самые востребованные типы смол для LCD-принтеров — от стандартных до инженерных. Этот выбор основан на многолетнем опыте и сотрудничестве с проверенными производителями. Мы используем их материалы и оборудование в собственном производстве, что позволяет гарантировать качество и надежность готовых изделий.

Anycubic

Не будет преувеличением сказать, что Anycubic — самый популярный бренд на рынке потребительских 3D-принтеров, и их фотополимерные смолы являются естественным дополнением к оборудованию. Они известны своим хорошим соотношением цены и качества, а также широкой доступностью.

DIY Color Mixing Resin

С этим набором пользователи могут создавать уникальные модели, смешивая разные цвета. Доступно более 100 цветовых оттенков благодаря разнообразным комбинациям. В комплект входят аксессуары для самостоятельного изготовления, официальное руководство и советы от участников сообщества Anycubic. Можно также регулировать степень прозрачности.

ABS-Like Resin 3.0

Материал отличается высокой точностью и минимальной усадкой. Также он обладает значительной ударопрочностью. Оптимален для печати деталей механических узлов, электронных шасси и автомобильных компонентов. Фотополимер способен выдерживать большие нагрузки и деформации по сравнению с большинством других смол, аналогичных ABS.

Standard Resin V2

Resin V2, созданная на основе классической Standard-смолы, не только сохраняет сбалансированные характеристики, подходящие большинству пользователей, но и дополнительно повышает прочность готовых изделий. Напечатанные модели более долговечны и устойчивы к повреждениям.

High Speed Resin 2.0

Вязкость Anycubic High Speed ​​Resin 2.0 снижена на 50% по сравнению с обычной смолой. Текучесть позволяет смоле быстро заполнять полости в ванночке после подъёма стола и охлаждать засвеченный слой. Это также предотвращает локальные деформации модели. Фотополимер идеально подходит для быстрой печати моделей с мелкими деталями и гладкой поверхностью.

High Clear Resin

Прозрачная фотополимерная смола, предназначенная для создания моделей с высокой степенью прозрачности (схожей с оргстеклом). После печати и соответствующей постобработки (шлифовка, полировка) детали могут достигать высокого уровня прозрачности и светопропускающей способности.

Eco Plant Based

Это экологичная смола, изготовленная из растительного сырья, включая экстракты сои. Она практически не имеет запаха, обеспечивая комфортную работу как в домашних, так и в рабочих условиях.

Tough Resin 2.0

Формула Tough Resin 2.0 не только обеспечивает исключительную гибкость, но и эффективно предотвращает появление дефектов (трещин и сколов) при вибрациях и механических воздействиях. Напечатанные модели получают повышенную стойкость к ударам и падениям.

Water-Wash Resin 2.0

Главное преимущество этого фотополимера — возможность смывать неотвержденные остатки обычной водой. Это упрощает процесс постобработки, делает его более экономичным, безопасным и экологичным. Состав смолы специально оптимизирован для очистки водой, поэтому при хранении и печати запах практически отсутствует. Это значительно повышает удобство использования материала.

Sunlu

Sunlu — известный китайский бренд, который производит широкий спектр материалов для 3D-печати, включая популярные и доступные по цене фотополимерные смолы. Отличный вариант для недорогой и качественной печати деталей, где не требуются экстремальные механические свойства. Они демократизируют технологию, делая её доступной для широкой аудитории.

High Clear Resin

Специализированный прозрачный материал для 3D-печати подходит как для начинающих, так и для опытных пользователей. Он предназначен для создания моделей с высокой оптической прозрачностью. Смола обеспечивает точную проработку деталей и часто применяется при изготовлении фигурок, сувениров и декоративных элементов. Благодаря низкой вязкости и отсутствию резкого запаха фотополимер можно использовать даже в помещениях без вентиляции. Материал безопасен при работе и обеспечивает стабильный процесс печати, что удобно для различных задач.

Red Wax Resin

Оптимальный выбор для печати моделей с высокой точностью и детализированностью. Материал отличается хорошей текучестью, низкой вязкостью и минимальной усадкой, что обеспечивает точную передачу геометрии изделия. Готовые объекты имеют характерную матовую поверхность.

Standard Resin

Универсальный материал для 3D-печати, подходящий для создания детализированных моделей, игровых фигурок и сувениров. Совместим с большинством LCD-принтеров (включая 2K–8K разрешения), обеспечивая высокую точность и надежность результатов.

Water Washable

Экологичная фотополимерная смола на растительной основе. Она сохраняет все ключевые свойства стандартных смол, но отличается возможностью промывки готовых изделий обычной водой вместо спирта. Материал характеризуется низкой усадкой, минимальным запахом, высокой прочностью на растяжение и изгиб, а также повышенной ударной вязкостью. С SUNLU Water Washable процесс постобработки становится быстрее, экономичнее и безопаснее, так как исключает необходимость использования изопропилового спирта.

ABS-Like

Инженерная фотополимерная смола SUNLU ABS-Like предназначена для создания прочных прототипов и функциональных изделий. Благодаря устойчивости к механическим нагрузкам и химическим воздействиям, результаты печати по свойствам близки к деталям из классического ABS-пластика. После отверждения модели обладают гибкостью, что позволяет производить упругие компоненты, устойчивые к деформации и поломке — такие как защёлки, крепления и другие динамические элементы.

Plant-based

Фотополимер SUNLU Plant-based изготовлен на основе соевого масла и предназначен для экологичной 3D-печати. Этот материал обеспечивает высокую точность при создании моделей и отличается минимальной усадкой после затвердевания. В процессе печати выделяется лёгкий приятный запах. Смола устойчива к растяжению, изгибу и ударам, что позволяет использовать её для изготовления функциональных деталей, ювелирных изделий и биомедицинских моделей, где важны прочность и детализация. В составе отсутствуют агрессивные и раздражающие вещества, поэтому при работе не требуется респиратор или специальная вентиляция. Материал безопасен для использования в домашних условиях и не представляет опасности для здоровья.

Nylon-Like Resin

Фотополимер обладает характеристиками, схожими с нейлоном, поэтому подходит для изготовления промышленных деталей: ударопрочных корпусов, шестерён, кронштейнов и функциональных прототипов. Изделия из этого материала можно использовать в качестве конечной продукции. Не рекомендуется применять фотополимер в условиях постоянного контакта с водой, кислотами, щелочами или растворителями.

HeyGears 

Бренд, с которым мы недавно начали сотрудничество, сразу показал высокий уровень профессионализма. Их смолы разработаны специально для 3D-принтеров HeyGears. Покупая такой принтер, пользователь получает комплексное решение для точной и стабильной печати. Компания самостоятельно создала смолы, которые прошли тщательные испытания и полностью адаптированы к этим устройствам. Это гарантирует результаты, соответствующие заявленным стандартам.

PAC10

Идеально подходит для создания мастер-моделей для литья. Обладает оптимальным балансом прочности и вязкости, что минимизирует риск деформации или поломки даже при печати лёгких ювелирных изделий, сетчатых конструкций и полых форм.

PAU10

Инженерный фотополимер с премиальным качеством поверхности и механическими свойствами, аналогичными литью под давлением. Характеризуется высокой прочностью на разрыв, пластичностью, ударной вязкостью и устойчивостью к старению. Рекомендован для промышленного выпуска функциональных деталей, включая крепежные элементы и корпуса.

PAT10

Смола с превосходными эксплуатационными характеристиками и долговечной прозрачностью. Высокая стойкость к УФ-старению означает, что она не желтеет со временем. Готовая печатная продукция, изготовленная с использованием этого фотополимера, обладает высоким светопропусканием и низкой диффузией, подобно акрилу.

PAS10

Смола средней вязкости отличается высокой ударопрочностью и обеспечивает точность деталей. Изделия из этой смолы имеют полностью матовую поверхность и отличные визуальные свойства. Материал подходит для быстрого прототипирования, например, при производстве фигурок.

PAH10

Обладает оптимальным сочетанием механических свойств и повышенной термостойкостью. Данный полимерный материал разработан для функционального прототипирования и создания 3D-деталей, устойчивых к высоким температурам. Также применяется для производства термостойких литьевых форм.

PAF10

Прочный и гибкий PVC-подобный материал с повышенной устойчивостью к разрывам. Благодаря низкому водопоглощению (1,6%) и выраженной устойчивости к старению, материал сохраняет целостность структуры без растрескивания в течение длительного времени. Изделия из смолы PAF10 обладают гладкой поверхностью без видимых слоев печати и сохраняют высокую детализацию.


PAU11

Инженерная смола с характеристиками, сходными с ABS, специально создана для промышленных применений. Она отличается высокой ударопрочностью, стабильным цветом и точностью размеров. Эти свойства делают её подходящей для производства винтов, корпусов и других деталей, где важна долговечность.


А минусы будут?

 

Конечно, как и в любой технологии – печать фотополимером имеет и свои недостатки:

- Фотополимерные смолы значительно дороже килограмма филамента. Кроме того, требуются дополнительные расходники: изопропиловый спирт для промывки, перчатки, салфетки, камера для засветки моделей.

-  Жидкие фотополимеры — это химически активные вещества. Они токсичны при контакте с кожей, опасны при попадании в глаза, а их пары требуют хорошей вентиляции. Утилизация остатков смолы и загрязненного спирта — это отдельная серьезная задача, которую нельзя игнорировать. Обязательно используйте весь фотополимер или отдайте ненужный материал собрату по 3D-печати. Более подробно о правильной утилизации отходов вы можете узнать в нашей статье “Безопасность в 3D-печати”

- Детали из стандартных смол получаются хрупкими. Они отлично выдерживают статическую нагрузку на сжатие, но легко ломаются при ударе или изгибе.

- Размер рабочей зоны определяется диагональю LCD-экрана, что накладывает ограничения на габариты изделий. Принтеры с увеличенной областью построения стоят значительно дороже.

Расходные материалы для SLA-принтеров

 

Помимо материалов для персональных 3D-принтеров, существуют специализированные фотополимеры для промышленного применения. В производстве для печати моделей на заказ мы используем SLA-принтер EP-A800, и для него мы выбрали следующие проверенные смолы:

Eplus3D SH8900-H

Фотополимерная смола белого цвета, полимеризующаяся под воздействием ультрафиолетового лазера. Благодаря низкой вязкости и свойствам, имитирующим ABS-пластик, она подходит для создания мастер-моделей и функциональных прототипов с высококачественной поверхностью.

Eplus3D SH7000 

Прозрачная смола, обладающая высокой точностью и хорошими прочностными характеристиками. Она может использоваться для создания мастер-моделей, концепт-моделей, инженерных деталей и функциональных прототипов автомобильной, медицинской и бытовой электроники.

Общие характеристики материалов SH8900-Н и SH7000:

- смолы обладают средней вязкостью, за счет этого обеспечивается качественное повторное нанесение в процессе печати и быстрая очистка поверхности после изготовления объекта
- сохранение повышенной прочности при работе готовых деталей с жидкостями
- минимальная постобработка готовых изделий
- длительный срок хранения материала в оборудовании

Преимущества материалов:

- быстрый процесс отверждения
- построение точных и высокопрочных деталей с улучшенной стабильностью размеров
- отлично подходит в качестве мастер-моделей для вакуумного литья
- малая усадка и хорошая устойчивость к УФ
- легко обрабатывается механически
- стойкость к воздействию внешних температур

Somos PerFORM

Керамонаполненный материал с максимальной термостойкостью (до 268 °C) после термообработки. Он позволяет создавать высокопрочные термостойкие детали со сложной геометрией. Этот материал идеально подходит для производства инструментов, электрических и автомобильных корпусов, прототипов, а также для тестирования в условиях тепловых нагрузок.

Общие характеристики:

- самая низкая вязкость среди композитов для стереолитографии
- ровные боковые поверхности и высокое разрешение деталей
- отлично подходит для изготовления прочных, жестких и термостойких композитных деталей

Преимущества материала:

- превосходное разрешение деталей
- быстрая и простая финишная обработка
- исключительная термостойкость

Заключение

К 2025 году фотополимерная 3D-печать заняла прочное место среди передовых технологий аддитивного производства. Она широко используется как для домашних задач и создания художественных объектов, так и в областях, где требуется максимальная точность — например, в медицине и стоматологии. Популярность этой технологии обусловлена ее ключевыми преимуществами:

• Доступность

• Разрешение до 10 микрон

• Большой выбор материалов под различные задачи

Конкретный фотополимер и технология печати подбираются, исходя из задач заказчика и требуемых свойств готового изделия. Дополнительно мы учитываем желаемый ценовой диапазон, чтобы предложить оптимальное решение для изготовления вашей модели.

Как мы уже отмечали, фотополимерные смолы обладают широким спектром уникальных свойств. Это разнообразие позволяет пользователю подобрать материал точно под свои задачи: от базовых цветов и степени прозрачности до специализированных физико-механических характеристик, таких как ударная вязкость или гибкость.

Для удобства доступны готовые комплексные решения. Они включают точные профили печати, что гарантирует идеальный результат, а в некоторых случаях и автоматической расстановки поддержек для экономии времени пользователя.

Отдельно стоит выделить биосовместимые материалы, прошедшие строгую сертификацию для медицинского применения — например, в производстве хирургических шаблонов или временных имплантов.

Фотополимеры широко применяются для изготовления мастер-моделей в различных областях, таких как машиностроение, авиастроение и промышленный дизайн. После создания мастер-модели ее используют в процессе литья для производства как крупных, так и малых серий изделий.

Таким образом, 3D-печать фотополимерами предлагает огромные возможности для самых разных задач и бюджетов. Надеемся, что этот обзор помог вам сориентироваться в выборе материалов для LCD/SLA-печати. Если у вас остались вопросы, будем рады ответить на них любым удобным для вас способом:

• В комментариях к статье

• Написать нам на почту info@3dvision.su

• Позвонить по телефону +7 (800) 333-07-58

Реклама. OOO "3Д Вижн". ИНН: 7802253640