Door de voortdurende ontwikkeling van SLA- en andere harsgebaseerde 3D-printtechnieken worden 3D-geprinte UV-harsmodellen steeds vaker als mastermodel gebruikt bij het maken van siliconenmallen. Wanneer platinasiliconen echter in contact komen met onvoldoende gereinigde of onvolledig uitgeharde UV-hars, kan de uitharding worden geremd. In dit artikel bespreken we mogelijke oorzaken en praktische oplossingen voor uithardingsremming van platinasiliconen door 3D-geprinte harsmodellen.
platinasiliconen met uithardingsremming
Oorzaakanalyse
UV-hars is een veelgebruikt materiaal voor 3D-printen en hardt uit onder invloed van UV-licht. Na het printen kunnen echter nog niet-gereageerde monomeren, fotoinitiatoren, additieven of resten van reinigingsmiddelen in of op het model aanwezig zijn. Sommige van deze stoffen kunnen de activiteit van de platinakatalysator verminderen en daardoor plaatselijke kleverigheid of onvolledige uitharding veroorzaken. Grondig reinigen, volledig drogen en correct naharden verminderen dit risico, maar garanderen niet bij iedere combinatie van hars en siliconen volledige compatibiliteit.
Uithardingsprincipe van UV-hars
Bij SLA-printen wordt vloeibare fotopolymeerhars plaatselijk met een laser uitgehard en laag voor laag opgebouwd. Wanneer het printproces is voltooid, heeft het model voldoende vormvastheid om uit de printer te worden genomen. Het materiaal is op dat moment echter vaak nog niet volledig uitgehard en moet verder worden gereinigd en nagehard.
Vloeibare UV-hars bevat onder meer monomeren, oligomeren en fotoinitiatoren. Onder invloed van UV-licht starten de fotoinitiatoren een polymerisatiereactie waarbij de reactieve bestanddelen een vernet materiaal vormen. Tijdens het printproces ontvangen niet alle oppervlakken en diepere zones dezelfde hoeveelheid UV-energie. Correcte reiniging en nabehandeling hebben daarom een belangrijke invloed op de uiteindelijke uithardingsgraad, stabiliteit en compatibiliteit van het geprinte model.
Platinasiliconen kunnen met veel SLA-geprinte mastermodellen worden gebruikt, maar alleen wanneer het oppervlak voldoende is gereinigd, gedroogd, nagehard en compatibel blijkt te zijn. Rechtstreeks gieten op een onvoldoende behandeld UV-harsmodel kan resulteren in kleverige of niet-uitgeharde contactvlakken. Hieronder vindt u vier mogelijke oplossingen.
1. Oppervlaktebehandeling
Reinig het 3D-geprinte model volgens de instructies van de harsfabrikant met geschikt reinigingsmiddel, zoals isopropylalcohol. Verwijder alle resten van vloeibare hars uit groeven, holtes en ondersnijdingen. Was het model indien toegestaan vervolgens met water en een geschikt reinigingsmiddel en spoel het zorgvuldig af. Laat het model volledig drogen voordat u met UV-nabehandeling of een andere vervolgstap begint. Gebruik warmte alleen wanneer de fabrikant van de printhars dit toestaat, omdat een te hoge temperatuur vervorming of beschadiging kan veroorzaken.
Evaluatie: Isopropylalcohol helpt niet-uitgeharde hars van het oppervlak te verwijderen, maar een te lange of onjuiste behandeling kan sommige harsmaterialen aantasten. Volg daarom altijd de productspecificaties van de gebruikte printhars.
2. Nabehandeling met UV-licht
UV-harsmodellen bereiken doorgaans betere eindprestaties wanneer ze na het reinigen volledig worden nagehard. Plaats het droge model in een geschikte UV-uithardingskamer en volg de aanbevolen golflengte, temperatuur en behandeltijd van de harsfabrikant. Draai het model indien nodig, zodat alle oppervlakken en moeilijk bereikbare zones voldoende worden belicht. Zonlicht kan ook UV-straling leveren, maar biedt minder controle over intensiteit, temperatuur en gelijkmatige belichting.
Evaluatie: Reiniging en UV-nabehandeling kunnen gecombineerd worden. Wanneer u twijfelt of het model volledig is behandeld, voer dan eerst een kleine compatibiliteitstest uit met een beperkte hoeveelheid platinasiliconen.
3. Barrièrecoating
Breng een dunne en gelijkmatige laag compatibele barrièrecoating aan op het volledig gereinigde en nageharde model, bijvoorbeeld een geschikte transparante acrylcoating of een speciaal product tegen uithardingsremming. Laat iedere laag volledig drogen en uitharden voordat u de platinasiliconen aanbrengt. De coating vormt een scheidingslaag tussen het harsoppervlak en de platinakatalysator en kan direct contact met mogelijk remmende bestanddelen beperken.
Evaluatie: Deze methode kan nuttig zijn voor modellen met diepe holtes, complexe ondersnijdingen of moeilijk bereikbare gebieden. Houd er rekening mee dat een coating fijne details kan verzachten en kleine maatafwijkingen kan veroorzaken. Test daarom altijd eerst een onopvallend gedeelte.
4. Vervangend mastermodel maken
Maak eerst met tinsiliconen een mal van het UV-harsmodel. Tinsiliconen zijn doorgaans minder gevoelig voor stoffen die de uitharding van platinasiliconen remmen. Wanneer de toepassing enige krimp toestaat, kan de tinsiliconenmal ook rechtstreeks voor het eindproject worden gebruikt.
Giet vervolgens met de tinsiliconenmal een nieuw mastermodel van epoxyhars of een ander compatibel materiaal. Laat dit vervangende mastermodel volledig uitharden, reinig het zorgvuldig en controleer of er geen resten van tinkatalysator, losmiddel of andere verontreinigingen aanwezig zijn.
Gebruik het nieuwe mastermodel pas na een geslaagde compatibiliteitstest om de uiteindelijke mal met platinasiliconen te maken.
Evaluatie: Deze methode omvat extra werkstappen en kan kleine maatafwijkingen veroorzaken. Bovendien kunnen resten van tinsiliconen of tinkatalysator de uitharding van platinasiliconen verstoren. Houd gereedschappen en werkoppervlakken daarom gescheiden en test het vervangende mastermodel vooraf.
Deze oplossingen zijn algemene richtlijnen. De beste werkwijze hangt af van de gebruikte printhars, het type platinasiliconen, de geometrie van het model en de toegepaste reinigings- en nabehandelingsmethode. Voer daarom altijd eerst een kleine compatibiliteitstest uit voordat u een volledige siliconenmal maakt.
