Tecnologia Blow-Peel e Vat-Lift

Una delle più grandi sfide da superare nella stampa 3D LCD SLA è la separazione di ogni strato stampato dalla base del tino di resina. In una stampante rappresentativa, lo strato appena polimerizzato sarà sempre in contatto diretto con la base del tino che è, a sua volta, in contatto diretto con l'LCD. Per introdurre resina fresca sotto la stampa, pronta per il prossimo ciclo di polimerizzazione, la parte deve essere sollevata e separata dalla base del tino.

Il materiale del tino è scelto per le sue proprietà antiaderenti, quindi non c'è adesione chimica tra la resina polimerizzata e il tino. C'è comunque un problema. C'è una perfetta aderenza tra due facce e staccarle significherà introdurre la resina nello spazio vuoto. Anche in aria, questo può essere un problema difficile. Se hai lavorato con componenti lavorati finemente lucidati, potresti avere familiarità con l'apparente legame che si crea quando due superfici lisce e piatte entrano in stretto contatto. Quando si ha a che fare con l'acqua, il problema si moltiplica. Chiunque abbia preso in mano un bicchiere di bevanda ghiacciata e abbia portato con sé il sottobicchiere ne avrà familiarità.

La maggior parte delle resine per la stampa 3D sono più viscose dell'acqua, quindi il problema si ingrandisce di nuovo. Nel caso in cui la base del tino sia una membrana flessibile come la pellicola FEP, la stessa logica può essere applicata all'interfaccia tra la pellicola e l'LCD. Il fluido in questione qui è di solito l'aria, ma i due oggetti non sono inclini a separarsi.

Concetto di stampa 3D LCD

Per ora, consideriamo che la base del tino sia parte dell'LCD. Se immaginiamo che sia l'LCD che la parte stampata siano completamente rigidi, e vogliamo separarli muovendone uno perpendicolarmente al piano di contatto, ci troviamo con un problema quasi impossibile. Per riempire lo spazio creato, la resina dovrebbe viaggiare istantaneamente dal margine esterno dello strato stampato al suo centro, infrangendo alcune leggi della fisica nel processo. La resina non può viaggiare abbastanza velocemente e, invece, si crea un vuoto parziale nello spazio non occupato e la resina si vaporizza per riempirlo. Questa "cavitazione" porta alla formazione di bolle nella resina, ma soprattutto applica forze enormi al tuo LCD e alla parte stampata. I possibili risultati nel mondo reale sono la stampa che viene tirata fuori dalla piattaforma di costruzione, o peggio, l'LCD che viene tirato fuori dalla stampante.

Fortunatamente, lavoriamo con materiali che si flettono e si deformano quando sono esposti alla forza. Una parte stampata in verde avrà una certa conformità e un LCD ha un certo grado di flessibilità, anche quando è montato su una piastra di vetro più spessa. La struttura della stampante stessa, incluso il braccio della piastra di stampa, non sarà rigida. Se separiamo la parte dal tino molto lentamente, possiamo permettere alla resina di essere introdotta nella fessura gradualmente. La separazione avverrà sul bordo dello strato stampato e progredirà verso il centro. Ovviamente, questo ha ancora diversi svantaggi, ma è una soluzione praticabile per le stampanti di piccolo formato.

Con le stampanti LCD di livello industriale e di grande formato, come LC Opus o LC Magna, è necessaria una soluzione migliore. Parti più grandi portano a problemi più grandi. Non vogliamo compromettere la durata di vita dell'LCD esponendolo a una forza eccessiva e non vogliamo compromettere il tasso di costruzione utilizzando velocità di retrazione estremamente lente. Photocentric ha usato un approccio diverso e innovativo in ogni caso ed entrambi sono inclusi in uno dei nostri brevetti. LC Opus usa il metodo 'Vat-Lift' e LC Magna usa il metodo 'Blow-Peel'.

Vat-Lift

Il sistema Vat-Lift coinvolge un secondo motore passo-passo e una vite di comando, che guida un secondo carrello montato sulla guida dell'asse z. Un perno orizzontale attaccato alla parte posteriore del tino di resina si aggancia a una fessura nel carrello. Questo crea una cerniera a movimento libero. Alla fine dell'esposizione di uno strato, il carrello di sollevamento del tino e la piastra di stampa si sollevano simultaneamente. Non appena il bordo posteriore del tino in resina si separa dalla piastra di stampa, l'aria viene introdotta tra la pellicola del tino e l'LCD. Questo permette alla pellicola del tino di comportarsi correttamente, come una membrana flessibile. Questo ci dà una situazione molto più favorevole all'interfaccia tra la parte stampata e il vat film. Il film può inizialmente staccarsi ai margini della parte e staccarsi senza problemi quando viene introdotta la resina liquida. Un fronte d'onda di resina si chiuderà sul lato inferiore della parte fino alla completa separazione. Il tino può quindi essere abbassato nella sua posizione predefinita, pronto per il prossimo ciclo di indurimento.

3) La vasca ritorna nella sua posizione originale, pronta per lo strato successivo.

Blow-Peel

Il sistema Blow-Peel usa un mezzo diverso per raggiungere lo stesso scopo. Ci sono quattro fori nella piastra dello schermo adiacenti ai quattro angoli dell'LCD. Questi si trovano all'interno dei margini del tino di resina, direttamente sotto la pellicola del tino. I tubi dell'aria collegano questi fori a un sistema di pompe che può generare pressione positiva e negativa. Una guarnizione di schiuma è fissata in posizione sotto le pareti del tino per mantenere una tenuta stagna. Appena prima che il piatto di stampa si sollevi, la pompa dell'aria inizia a soffiare aria sotto il tino, separando la pellicola del tino dall'LCD.

Come prima, questo permette alla pellicola del tino di comportarsi come una membrana flessibile. L'aria sarà naturalmente attirata nelle aree in cui è più necessaria. Anche una parte stampata molto grande può staccarsi delicatamente dalla pellicola del tino quando il piatto di stampa si solleva. Una volta raggiunta la separazione completa, il sistema della pompa comincerà ad aspirare l'aria dalla tasca tra la pellicola del tino e il retino. Questo assicura che i due siano di nuovo in contatto diretto, pronti per il prossimo ciclo di indurimento. Il LC Magna essenzialmente respira dentro e fuori ogni volta che stampa uno strato.

3) L'aria viene estratta dalla tasca tra la pellicola del tino e il retino, pronta per lo strato successivo.