白皮书
Formlabs Logo

使用 PU Rigid 1000 Resin

使用 PU Rigid 1000 Resin

注:

Formlabs 已淘汰此材料,不再供货。有关其他 Formlabs 材料的信息,请访问 选择合适的树脂

注意:

为避免损坏设备,请查看文章挑选适用的树脂材料中的树脂槽兼容性表,以确认您使用的树脂槽与相应材料兼容。

PU Rigid 1000 Resin 的工作流程比其他 Formlabs SLA 材料更复杂。Formlabs 建议购买 其他第三方耗材,以确保使用聚氨酯树脂打印成功。

聚氨酯因其出色的降噪能力、耐化学腐蚀性和物理性能而得到广泛使用。通常情况下,聚氨酯部件需通过铸造或反应注射成型方法进行制造。PU Rigid 1000 Resin 通过混合化学成分方法开发而成,能够与 Formlabs SLA 打印机兼容。

PU Rigid 树脂家族部件

使用 PU Rigid 1000 Resin 打印的部件不仅具有极高的冲击强度,还兼具聚氨酯的物理性能,适用于严苛环境中的最终应用。

经评估,PU Rigid 650 Resin 和 PU Rigid 1000 Resin 是符合 ISO 10993-1 的可接触皮肤材料。

注:

如需进一步了解 PU Rigid 1000 Resin 的性能或特定材料属性,请参阅安全数据表 (SDS)技术数据表 (TDS)。请始终参阅安全数据表并将其作为主要信息来源,以了解 Formlabs 材料的安全性能和处理方法。

建议用于:

  • 夹具和固定装置
  • 成品部件
  • 外罩和外壳

不建议用于:

  • 当日原型制造

PU Rigid 1000 Resin 以 50 微米和 100 微米的精度进行打印。

与其他材料的对比

参见下表中关于相关材料属性的对比情况:

PU Rigid 650 ResinPU Rigid 1000 Resin
极限拉伸强度 (MPa)34 ± 3.435 ± 3.5
拉伸模量 (GPa)0.67 ± 0.060.92 ± 0.09
断裂伸长率 (%)170 ± 1780 ± 8
弯曲强度 (MPa)22 ± 1.132 ± 1.6
弯曲模量 (GPa)0.57 ± 0.030.75 ± 0.03
IZOD 冲击强度 (J/m)375170
热变形温度 (HDT) @ 1.8 MPa5964
热变形温度 (HDT) @ 0.45 MPa (°C)8279

如要了解关于 Formlabs 树脂性能属性的更多信息,请访问材料性能数据库

PU Rigid 树脂家族部件

所需资源

由 Formlabs 制造的产品:

由第三方制造的产品:

  • 干燥柜
  • 可调湿度固化炉
  • 丙二醇二乙酸酯 (PGDA)
  • (可选)用于干燥部件的空气压缩机
  • (可选)用于去除 PGDA 的乙酸正丁酯
  • (可选)不锈钢刮刀:Y 型锤头型或类似工具
  • (可选)量筒

工作流程概览

注意:

请阅读 PU Rigid 1000 Resin 使用指南,并遵循 Formlabs 指南,以获得一致的高质量效果。

PU Rigid 1000 Resin 的工作流程比其他 Formlabs SLA 材料更复杂。Formlabs 建议购买 其他第三方用品,以确保使用聚氨酯树脂打印成功。

在打印和储存 PU Rigid 650 Resin 和 PU Rigid 1000 Resin 时,Formlabs 建议您使用干燥柜来改善气候和湿度的控制。

干燥柜内的打印机

使用 PU Rigid 1000 Resin 打印时,有多种可行的工作流程,具体取决于您的需求和可用的资源。您既可以在干燥柜中打印,也可以在环境条件下打印,此外,还可以选择自动分配树脂(与其他 Formlabs 树脂相同)或手动填充树脂槽(不适用于 Form 2)。

工作流程方法优点注意事项使用时机
推荐在干燥柜中自动填充最佳效果和简便的工作流程需要干燥柜经常使用 PU Rigid 1000 Resin 打印
低成本在环境条件下自动填充低成本和简单罐内寿命短在环境条件下打印
已修改在干燥柜中手动分配延长树脂罐内寿命需要干燥柜,可能需要微调间歇性打印或重复打印同一部件

注:

如果选择使用推荐或改进版工作流程,在使用其他树脂打印时,可以将打印机保存在干燥柜中。所有的 Formlabs 树脂都可以在低湿度条件下成功打印。

适用期

PU Rigid 1000 Resin 对温度和水分较为敏感。树脂的运输包装为铝瓶,并配有一个空的树脂盒。铝瓶开启后,树脂的保质期约为一个月。

向树脂盒或树脂槽中倒入树脂后,空气中的水分将持续固化树脂,导致树脂的粘度增加,直至无法用于打印。树脂槽或树脂盒中树脂粘度处于可打印范围的时间段称为适用期

相对湿度树脂适用期
45%24 小时
30%2 天
15%3 天
5%7 天
仍然可用的 PU Rigid 650 Resin
不再可用的 PU Rigid 650 Resin

左:仍然可用的 PU Rigid 1000 Resin。右:不再可用的 PU Rigid 1000 Resin。

要确定树脂槽中的 PU Rigid 1000 Resin 是否可用,可以用抹刀或其他扁平的钝器在槽底搅动树脂。如果树脂流入工具移动留下的缝隙,则树脂仍然可用。另一种方法是使用蔡恩杯 5 号粘度计测定树脂的粘度是否超过 2000cPs。如果粘度超过 2000cPs,请更换树脂槽中的树脂或通过树脂盒加入新树脂。

准备使用 PU Rigid 1000 Resin 进行打印

在开始打印之前,请准备好您的树脂和打印机。

如果计划使用自动填充进行打印,请填充树脂盒:

  1. 摇晃铝瓶中的树脂,确保树脂充分混合。
  2. 拧下树脂盒顶部的通气帽。使用树脂套件中随附的漏斗将树脂从瓶中倒入空树脂盒中。
将 PU Rigid 1000 Resin 倒入树脂盒中
  1. 重新拧上通气帽。树脂在树脂盒中的适用期为 7 天至 4 周,具体取决于树脂盒外的环境湿度和温度。

如果您使用的是推荐或修改后的工作流程,请将打印机安装在干燥柜中:

  1. 将打印机放入干燥柜中并调平打印机。
  2. 将干燥室的湿度设置为最低。
  3. 将树脂盒、树脂槽和构建平台插入打印机。

使用 PU Rigid 1000 Resin 进行打印

注意:

为避免损坏设备,请查看文章挑选适用的树脂材料中的树脂槽兼容性表,以确认您使用的树脂槽与相应材料兼容。

安装更新 PreForm,然后设置下一个打印任务。

在 PreForm 中准备打印模型:

  1. 打开模型
  2. 选择树脂、树脂版本及所需的打印层厚
  3. 根据您计划将树脂分配到树脂槽中的方式,选择 Automatic filling(自动填充)或 Manual filling(手动填充)。Formlabs 强烈建议使用 Automatic filling(自动填充)。
  4. 定向以保留细节
  5. 生成支撑结构

注意:

使用这两种聚氨酯树脂打印的部件都能牢固地附着在构建平台上。Formlabs 建议将所有的部件打印在支撑结构上,以便从构建平台上去除部件并减少去除过程中部件的意外损坏。

  1. 如果使用手动填充,请检查打印所需的树脂量。
    1. 如果打印所需的树脂量超过了手动填充选项的安全使用量,PreForm 会在 Printability(可打印性) 窗格中显示消息 Overfill Condition Detected(检测到过量填充)。切换到自动填充,并准备好树脂盒以继续打印。
    2. 如果 PreForm 未显示 检测到过量填充,则可以继续手动填充。记录打印所需的预估树脂量。摇晃铝瓶中的树脂,确保其充分混合。用干净的量筒或天平从铝瓶中量取所需树脂量,然后将树脂倒入树脂槽中。
  2. 将打印任务发送至打印机
  3. 开始打印。

清洗

注意:

请阅读 PU Rigid 1000 Resin 使用指南,并遵循 Formlabs 指南,以获得一致的高质量效果。

Form Wash 和 Form Wash L 会搅拌溶剂浴,并在设定时间后将部件从溶剂浴中取出。直接在构建平台上清洗打印部件,以防部件损坏。在 PGDA 中清洗部件两分钟,然后用压缩空气吹干部件上的溶剂。如有需要可重复操作。

在 PGDA 中清洗完成后,从构建平台上取下部件。小心地将去除工具或刮刀滑至基底的斜边下。从构建平台上慢慢剥离部件。用 PGDA 或异丙醇喷雾瓶清除构建平台上多余的液态树脂。

提示:

使用 Build Platform 2 进行打印,其打印表面便于移除部件。也可用吹风机或类似的设备轻微加热构建平台,以便去除部件。

可将部件在乙酸正丁酯中浸泡 15 秒以内,以加快 PGDA 的挥发速度。使用压缩空气吹掉部件上的多余乙酸正丁酯。请勿将 Form Wash 清洗桶用于乙酸正丁酯溶剂浴,因为该清洗桶尚未经过高浓度溶剂的测试。

将部件放在羊皮纸或类似的非粘性表面上,在环境条件下放置至少 24 小时,使所有剩余的 PGDA 挥发。确保在后固化前所有的溶剂已干燥,否则可能会影响表面光洁度。

注意:

聚氨酯树脂不应使用异丙醇 (IPA) 清洗,因为异丙醇可能会与打印件发生反应,导致材料性能下降。

后固化要求

PU Rigid 1000 Resin 必须在可调湿度固化室中进行后固化。有关推荐的第三方用品的更多信息,请参阅支持文档推荐工具和用品(聚氨酯树脂)

PU Rigid 1000 Resin 的后固化周期比其他 Formlabs SLA 树脂更长。后固化时间取决于部件厚度。

在大多数情况下,Formlabs 建议在去除支撑结构后再进行后固化。如果对支撑结构进行后固化,则更难去除支撑。然而,由于原始状态下的材料强度较低且后固化时温度较高,一些几何结构容易在材料完全固化前出现下垂或轻微翘曲。具有相应几何结构的部件应在支撑结构上进行后固化。

在可调湿度室中进行后固化的 PU Rigid 树脂家族部件

对使用 Formlabs PU Rigid 1000 Resin 打印的部件进行后固化:

  1. 使用平口剪钳小心地去除支撑结构。
  2. 可选:用砂纸磨净支撑标记。
  3. 确保部件在后固化之前完全干燥。
  4. 将可调湿度室的温度和相对湿度设置为 46℃ 和 70%。

注:

某些 Anova Precision 可调湿度固化炉需要进行校准后,才能达到目标温度和湿度。使用温度计和湿度传感器监测固化炉内的温度和湿度。根据需要调整控制装置,使固化炉内温度达到 46 ºC 且相对湿度 (RH) 为 70%。

  1. 确保固化炉灯已关闭。在后固化期间打开灯可能会对打印部件的机械性能产生不利影响。可以使用 Anova Precision 可调湿度固化炉的配套应用程序控制灯光。更多信息请参阅用户手册。
  2. 在可调湿度室的架子上铺一层干净的羊皮纸或类似的非粘性表面,然后将部件置于其上。非粘性表面可以防止部件粘在架子上。
  3. 为了达到最佳机械性能,部件在可调湿度室中的放置时间如下表所示。即使部件放在可调湿度室中的时间超过建议时间,也不会产生不良影响。
46ºC 和 70% 相对湿度 (RH) 下的后固化时间
部件厚度PU Rigid 650PU Rigid 1000
2mm3 天3 天
3mm3 天4 天
6mm4 天5 天
9mm12 天9 天
12mm~14 天~14 天

多次打印

在两次打印之间,应维护树脂槽和 PGDA,以确保有效且一致的工作流程。

清洁树脂槽

在继续打印之前,Formlabs 建议检查树脂槽内部是否存在任何固化树脂或碎屑,以免影响后续打印。请参阅在 Form 3、Form 3+、Form 3B、Form 3B+Form 2 中检查树脂槽内部的说明。

更换或回收 PGDA

由于树脂固化,PGDA 溶剂最终会被固化的树脂颗粒饱和,从而失去清洗部件的效果。如果发现完成清洗后的部件上残留有固化树脂的小颗粒,Formlabs 公司建议您更换 PGDA 溶剂。一般来说,在打印和清洗部件所用的树脂量达到 10L,或 Form Wash 中的溶剂已使用数周后,便会开始出现这种情况。

可以用新的 PGDA 替换树脂浓度已饱和的 PGDA。也可从 PGDA 中滤除固态树脂颗粒,然后重复使用溶剂。过滤 PGDA:

  1. 75 微米涂料过滤器放在足以容纳废溶剂的干净桶上。
  2. 将 Form Wash 或 Form Wash L 中的 PGDA 混合物通过涂料过滤器倒入或泵入桶中。等待一天,直至混合物完全滤净。处置滤除的固态颗粒后,即可重新使用溶剂。

注意:

请勿将液态或者半固化树脂倒入下水道或者与生活垃圾一起处置。请勿将含有树脂的丙二醇二乙酸酯 (PGDA) 倒入下水道或与生活垃圾一起处置。安全而适当地处置废 PGDA 的方法因地区而异。

其他资源