Обзор технологий 3D-печати компании Phrozen

Бренд Phrozen был создан группой тайваньских инженеров в 2013 году. В 2017 году компания представила свой первый прототип трехмерного принтера Phrozen Make на краудфандинговой платформе Kickstarter. Целью Phrozen была разработка доступного профессионального оборудования для 3D-печати с уникальными характеристиками, способного работать с большинством фотополимерных смол. Заинтересованные пользователи пожертвовали на реализацию проекта около 375 тыс. долларов США (при заявленной цели в 30 тыс. долларов). Компании удалось повторить свой успех в 2019 году, собрав свыше 519 тыс. долларов на разработку нового технологического решения Phrozen Transform.

В настоящее время бренд продолжает заниматься разработками в сфере 3D-печати и регулярно принимает участие в специализированных выставках.

LCD-печать объектов

Первая модель 3D-принтеров Phrozen Make использовала технологию DLP-печати, впоследствии усовершенствованную до нынешней технологии LCD. Инженеры Phrozen первыми разработали технологию Mono-LCD, выведя жидкокристаллическую трехмерную печать на передовые позиции в сфере 3D-моделирования.

На данный момент все 3D-принтеры Phrozen работают по технологии LCD, основанной на послойном засвечивании и отверждении фотополимерной смолы с помощью светодиодов. Данный метод печати очень схож с технологией DLP и отличается от нее использованием жидкокристаллической матрицы и массива из ультрафиолетовых светодиодных элементов вместо дорогостоящего DLP-проектора. Применение LCD-технологии снижает себестоимость 3D-оборудования, значительно расширяет возможности масштабирования и позволяет создавать точные, максимально детализированные модели в высоком разрешении. 

Изделие изготовлено с помощью 3D-печати по технологии LCD 

LCD-принтеры для объемной печати применяют широкий спектр жидкокристаллических дисплеев в качестве источника света. Дисплеи располагаются на ЖК-панели и излучают свет непосредственно на область построения, охватывая сразу весь слой смолы. Качество печати напрямую зависит от разрешения ЖК-дисплея.

Технология ParaLED

В оборудовании Phrozen применяется запатентованная фирменная оптическая технология ParaLED: массив светодиодных элементов параллельно проецирует сквозь жидкокристаллический экран свет, который затем максимально равномерно (до 95%) распределяется по всей области построения. Таким образом, каждый следующий слой смолы получает одинаковое количество УФ-излучения, благодаря чему процесс печати занимает намного меньше времени в сравнении с другими технологиями (к примеру, принтер Phrozen Sonic Mini 4K распечатывает один слой всего за 2 секунды), а готовые изделия имеют равномерную структуру и до мельчайших деталей соответствуют цифровому прототипу.   

Детали распечатаны на 3D-принтере Sonic Mini 4K

Используемые материалы

3D-принтеры Phrozen оснащены системой принудительного охлаждения и рассчитаны на работу с фотополимерными смолами, отвердевающими под воздействием светового излучения с волной 405 нм. Данному критерию соответствуют 5 жидких фотополимеров, выпускаемых компанией:

• высокопрочный жесткий Rock-Black Stiff для инженерных моделей;
• прочный Nylon-Green Tough;
• выжигаемый Wax Pro Castable для литейных деталей;
• термостойкий TR250 для производства изделий, практически не подверженных усадке;
• почти прозрачный Aqua Clear. 

Жидкие смолы имеют разный химический состав, влияющий на прочность, жесткость или гибкость распечатанных изделий. Большинство смол поставляются в нейтральных цветах (например, черный Phrozen Rock-Black), но встречаются и цветные составы разных оттенков (зеленого, розового и др.).

Программное обеспечение для слайсинга

Чтобы распечатать трехмерную цифровую модель, нужно предварительно нарезать ее на отдельные слои при помощи программы-слайсера. В процессе нарезки генерируется G-код, распознаваемый 3D-принтером.

Все модели LCD-принтеров Phrozen совместимы с фирменным слайсером PZSlice и хорошо сочетаются с программным обеспечением для нарезки Chitubox или Formware Slicer Software. Данные программы позволяют настроить профиль печати (выбрать оптимальные параметры изготовления объекта), размер моделей и характеристики смолы. Стоит отметить, что ПО Formware Slicer Software является бесплатным только для оборудования Phrozen серии Sonic (4K 2022 и XL 4K 2022).

Постобработка

После завершения процесса печати готовые детали подвергаются постобработке. Объемные модели, распечатанные на LCD-принтере, должны быть тщательно обработаны для создания идеально гладкой поверхности, предотвращения образования трещин и продления срока эксплуатации.  

Особенности процесса постобработки:

1. Поверхность 3D-модели тщательно очищается с помощью дезинфицирующего спирта до тех пор, пока не перестанет отражать свет.
2. Изделие просушивается естественным путем (в течение часа или более) или при помощи воздушного пистолета для сушки.
3. Готовая деталь подвергается дополнительной полимеризации с помощью естественного солнечного света или специальной полимеризационной лампы. Для достижения лучших результатов рекомендуется использовать одну из ламп Phrozen Cure или камеру ультрафиолетового отверждения Phrozen с длиной волны 390-410 нм. Экспозиция в такой камере повышает прочность и долговечность изделий, изготовленных на LCD или SLA-принтерах. В качестве источника света используются светодиодные элементы. Длительность обработки зависит от толщины модели и не должна превышать 10 минут.
4. Завершающий этап – финишная обработка модели. Детали, созданные по технологии LCD/SLA, рекомендуется обрабатывать с помощью ультразвукового очистителя Phrozen, который оснащен системой защиты от плавления (поддерживает температуру в пределах 20-80 градусов).

Области применения

Оборудование для 3D-печати Phrozen имеет широкий спектр применений и востребовано в следующих областях:

1. Ювелирное производство, хобби, дизайн, изготовление миниатюрных скульптур. К примеру, 3D-принтеры Sonic Mini 4K и 8K обеспечивают печать с ультравысоким разрешением. Устройства позволяют изготавливать сложные и чрезвычайно детализированные предметы (в том числе, браслеты, кольца, подвески, броши и др.) в полном соответствии с исходными эскизами, а также совершенствовать дизайны перед отправкой изделий в серийное производство. Для получения лучших результатов рекомендуется сочетать данные модели принтеров со смолой Wax-Like Castable Resin.

   
   Детали распечатаны на 3D-принтере Sonic Mini 4K

2. Медицина (стоматология, протезирование) – модели Sonic XL 4K 2022 и Sonic 4K 2022 3D Printer позволяют быстро и экономично создавать индивидуальные продукты для пациентов, идеально соответствующие их анатомическим особенностям: зубные протезы, шины, мосты, элайнеры и др.
3. Промышленность – в этой области востребованы модели Sonic 4K, XL 4K и Transform, используемые со смолами Phrozen Onyx Rigid Pro410, Rock Black, Nylon Tough или Aqua-Green.

Категории 3D-принтеров Phrozen

Под торговой маркой Phrozen выпускаются следующие категории оборудования для трехмерной печати:

1. For Starters. Бюджетное оборудование для объемной печати – Shuffle Lite, Sonic Mini. Устройства популярны среди начинающих 3D-мейкеров и пользователей, не нуждающихся в больших объемах печати. Принтеры обеспечивают практически такое же качество печати и имеют схожую область построения, что и более продвинутые модели, но отличаются более низкой скоростью работы.  
2. For General Users. Полупрофессиональные принтеры для опытных пользователей – Shuffle XL и 2019. Их главные особенности: высокая скорость печати и разрешение, большая область построения. Устройства применяются в небольших дизайнерских лабораториях, ювелирных мастерских, стоматологических клиниках.
3. For Professional Users. Высокопроизводительное оборудование, обеспечивающее максимальную точность воспроизведения цифровых прототипов – Shuffle 4K, Transform, Sonic. Как правило, используется в крупных стоматологических клиниках и на производствах.

Особенности и преимущества 3D-принтеров Phrozen

1. Относительно невысокая стоимость принтеров, расходных материалов и комплектующих. Оборудование поставляется по цене от 200 до 2300 долларов США, а расходные материалы для него (фотополимерные смолы) – по цене от 30 до 100 долларов. Применение жидкокристаллических панелей снижает стоимость устройств.
2. Компактная конструкция. Большинство принтеров Phrozen имеют небольшой размер, поэтому их можно разместить на столе и хранить в любом удобном месте.
3. Надежная рабочая платформа – перемещается по оси Z на линейных подшипниках по двум жестким рельсам, что позволяет избежать стандартных ошибок печати.
4. Уникальная фирменная конструкция оптического светодиодного массива с фокусирующими линзами ParaLED – обеспечивает равномерность и перпендикулярность потока света относительно LCD-матрицы.
5. LCD-матрица высокого разрешения, позволяющая печатать объекты с точностью до 0,047 мм.
6. Эффективная встроенная система фильтрации воздуха.
7. Большой выбор фирменных смол собственного производства, возможность использования жидких фотополимеров других производителей (с волной засветки 405 нм).
8. Автономная работа. Принтеры оснащены сенсорным дисплеем и имеют встроенную операционную систему, поэтому не требуют обязательного подключения к компьютеру.
9. Быстрое одновременное изготовление нескольких изделий.
10. Понятный интерфейс, облегчающий управление устройством.
11. Легкая отправка файлов на печать через порт Ethernet, USB или Wi-Fi.
12. Простое обслуживание емкости для полимерной смолы с FEP-пленкой.
13. Легкая замена конструктивных элементов и расходников: ЖК-экранов, светодиодных ламп, пластин построения, пленки FEP, смолы.

Где купить?

На сайте компании 3DVision представлены различные модели 3D-принтеров бренда Phrozen, которые можно купить с доставкой по Москве и в другие регионы России. Мы предлагаем надежное и производительное оборудование для трехмерной печати, которое отлично справляется с любыми задачами в сфере 3D-моделирования и позволяет за короткие сроки создавать максимально детализированные объекты даже со сложной пространственной геометрией. Получите бесплатную консультацию или оформите заказ, связавшись с нашим менеджером по телефону или через форму обратной связи на сайте.