Алхимия фотополимерных смол: сделать хотел металл, а получил опал…

Подписаться на 3Dtoday
pl32
Идет загрузка
Загрузка
09.01.18
2502
41
печатает на RK-1
Расходные материалы
18
Статья относится к принтерам:
Wanhao Duplicator 7 (D7)
Приветствую, коллеги!
Уважаемый Игорь (ака goga44) уже описал процесс покраски фотополимера чернилами для УФ-принтера – см. http://3dtoday.ru/blogs/goga44/alchemy-photopolymer-materials.
Ну а в этой статье я опишу опыт окраски полимера "серебрянкой": металликом – колеровочной пастой Палиж.
Ни Адамов Андрей ни Владимир (ака 3Dlab) в свое время в различных комментариях к статьям высказывали сомнения в успешности такой колеровки, поэтому я решил провести эксперимент, чтобы поставить точку «над и» - можно или нельзя.
Вначале немного о колеровочных пастах Палиж. «Палиж» к Парижу не имеет никакого отношения, и расшифровывается, как «ижевская палитра», ну или «ПАЛитра ИЖевска».
Пасты достаточно распространенные, но, с моей точки зрения, те дешевые пасты, которые лежат в каждом хозмаге для колеровки красок и лаков для колеровки фотополимера не подойдут – требования к колеровки продукта, который наносится, часто с летучим растворителем, тонким слоем, и к колеровки продукта, который печатается монолитной деталью – по, моему несколько разные, тем более, что самые дешевые из них – содержат воду.
Для «монолитных» деталей Палиж выпускает специальную серию колеровочных паст «Полимер».
Серия различается основой пасты, совместимость – см. рисунок 1.
Рисунок 1. Таблица совместимости полимерных паст Палиж, серия Полимер.
7c8a1e78be23de23c13b62d4ae7afa53.jpg
К сожалению, знаний по химии у меня несколько недостаточно для четкого понимания совместимости, тем более, что производители фотополимеров не афишируют состав своих смол, но судя по всему, для колекровки фотопролимерных смол наиболее подходят колеровочные пасты типа «О», «U» и «G».
Я остановился на пасте типа «О», т.к. она сделана на пластификаторе и не имеет летучих компонентов. Паста типа «U» замешана на смоле с растворителем, типа «G» - на эфирах без фталатов. Растворитель и эфиры, в моем дилетантском понимании – нечто пахучее и летучее, экспериментировать с этим в квартире нет особого желания.
Ну и за пасту типа «О» есть еще один аргумент – это достаточно распространенная паста, которая широко используется для колеровки литьевых полиуретановых и эпоксидных пластиков, а так же силиконов. Ее легко купить в небольшой упаковке, и если опыт окажется неудачным – можно будет применить по «основному» назначению.
Ну и то, что она не влияет на работу отвердителей в двухкомпонентных пластиках – косвенно свидетельствует о том, что она не будет влиять на работу фотоинициаторов (в смысле – химически замедлять работу фотоинициаторов, - «конкуренцию» за свет не отменишь).
Для «алхимии» выбрал полимер Harzlab 15.3 – как имеющий абсолютно-белый цвет и хорошую прозрачность.
Добавлял в пределах 1…2% по объему (точно замерить не удалось).
Добавлял прямо в ванну с фотополимером, где перемешивал пальцем до однородного состояния, паста сильно сушит кожу (напоминаю, что контакт полимера с кожей и слизистой оболочной нежелателен и всем рекомендую пользоваться перчатками, медицинскими масками и защитными очками).
Фотополимер с пастой перемешивался хорошо, время перемешивания – не более 3-5 минут.
Результат:
1) механические свойства несколько ухудшились, но в целом паста заметного изменения механических свойств не наблюдается.
2) удивительно, но реакционность полимера не снизилась, а даже несколько выросла, вероятно, из-за того, что металлическая пудра не поглощает, а отражает свет.э
3) Паразитная засветка по Z исчезла, паразитная засветка по XY – сильно возрасла.
4) Алюминиевая пудра в колеровочной пасте имеет форму чешуек, при печати ориентируется плоской стороной по плоскости печати (XY), что вызывает интересные эффекты.
5) При хранении фотополимер расслаивается – пудра оседает на дно ванны, но не так сильно, как пигмент в FTD Snow White, перед каждой печатью необходимо перемешивание.
6) При печати появляется несильный запах (при печати без колеровочной пасты – запах отсутствует).

Ну а теперь – об эффектах.
Плоские детали выглядят, как покрашенные «серебрянкой», небольшой рельеф абсолютно незаметен – забивается блеском. Если дать повышенную «засветку» - то за счет паразитной засветки по XY края отпечатка сильно и непредсказуемо «оплывают» и начинают напоминать поверхность литого металла см. фото 2 (средняя часть).
Фото 2.
592cb41ffa2af12d83b2f80565b6285f.jpg
Чтобы подчеркнуть рельеф, деталь надо печатать таким образом, чтобы плоскость рельефа была под небольшим углом к плоскости печати – тогда чешуйки пудры ориентируются таким образом, что они еще отражают свет, но уже не забивают блеском рельеф.
В зависимости от угла, под которым свет падает на плоский рельеф отпечаток смотрится от совсем серого-неметаллического до блестящего, производящего полное впечатление анодированного алюминия – см. фото 3. К сожалению фото в принципе не способно передать эффект металлического блекса…
Фото 3.
2d03d4c76bd825b66dac57b4014e71b8.jpg
Отпечаток смотрится металлическим только со стороны плоского рельефа. Более объемные детали (такие, как тело бабочки) – смотрятся куда более интересно.
При печати пудра ориентируется плоской стороной по плоскости печати, поэтому отражает свет, только со стороны печати, боковая сторона – абсолютно не блестящая, темная и как бы «затягивает» свет внутрь, который отражаясь от металлических чешуек, начинает весьма интересно играть – внешне напоминая камень с загадочным блеском – что-то похожее на опал…
Для этого свет должен падать сбоку. В зависимости от угла наклона игра света разная. Постарался сфотографировать отпечаток так, чтобы показать различную игру света и тени – см. фото 4 и фото 5.

Фото 4.
4fec0e9076f782587cb2ac35abe93124.jpg
Фото 5.
b49c8625204f0594d7289338ca2c15a6.jpg
Выводы, которые можно сделать из опытов:
1) Пигментная паста Палиж Полимер «О» в принципе пригодна для колеровки фотополимеров.
2) Колеровка фотополимеров «металликами» возможна, при этом достичь «металлического вида» вряд ли получиться, но можно получить очень интересные декоративные эффекты, имитирую полупрозрачные камни с блестками – опал, авантюрин, кошачий глаз…
3) Добавлять колеровочную пасту-металлик надо в относительно небольшом количестве. 1-2% - явно избыточное количество, для получения интересных эффектов достаточно добавить в куда меньшем количестве, и комбинировать ее с прозрачными красителями.
На этом пока все, надеюсь эта статья кому-то окажется полезной.
Подписаться на 3Dtoday
18
Комментарии к статье

Комментарии

09.01.18 в 13:56
3
Цвет - на Зуб...
Цвет - на Нюх...
Цвет - на Шорох...

3D-Ал-Химия...

В зависимости от угла наклона игра света разная.
Согласен полностью!

Статья - понравилась.
В Копилку.
09.01.18 в 14:51
3
Ни Адамов Андрей ни Владимир (ака 3Dlab) в свое время в различных комментариях к статьям высказывали сомнения в успешности такой колеровки, поэтому я решил провести эксперимент, чтобы поставить точку «над и» - можно или нельзя.
Не помню, чтобы я высказывался резко против такой колеровки. Более того, я всё это в свое время попробовал и считаю, что для "бытовой" покраски Палиж вполне сгодится. Но не для окраски полимеров "на продажу", потому что это всё же не совсем корректно.

А вот редкие архивные фото. Первые образцы полимера от Андрея в бытность его сотрудником i-coatings. Покрашено лично мной пастой Палиж серии О и распечатано на B9 Creator. Конец 2015 года.

447281c492341e8703a39f4647f151bd.jpg

23d23661217478a83ac2be98236bccbf.jpg
09.01.18 в 15:24
4
Не помню, чтобы я высказывался резко против такой колеровки.
Ну, значит я немного неправильно выразился...
Вы в свое время писали:
Можно Палиж, но, строго говоря, не корректно. ..... Для бытового применения этим вполне можно пренебречь.
09.01.18 в 15:27
3
Да, это на меня похоже :)
10.01.18 в 11:52
1
Владимир, спасибо за архивные фото. С этого все начиналось
09.01.18 в 14:56
4
И да, 1-2 % красителя - это огромная концентрация
09.01.18 в 15:03
4
Спасибо.
Очень интересный опыт!
Есть поделочный камень, называется авантюрин.
50d00c94958ed47af784b0db240c9987.jpg
794e2b64867acca48a083da6ef865e2d.jpg
6af003159bad32aa25b2dc4673e14b0d.jpg

Думаю с тёмным цветом, эти блёстки должны проявиться более активно.
09.01.18 в 15:29
3
Не знаю, когда "руки дойдут" - но повторю этот опыт с добавкой в пределах 0,15-0,25% пасты и какого-либо красителя.
Наверное, с синим будет хорошо смотреться.
09.01.18 в 15:34
3
Наверное, с синим будет хорошо смотреться.
Как точно называется эта паста. В городе есть филиал Лассо, попробую заказать.
Недавно мешал синий и чёрный цвета и заглушал прозрачность белым........очень интересный получился полимер, Вот в такой добавить, будет точно красиво))))
09.01.18 в 15:59
3
Как точно называется эта паста. В городе есть филиал Лассо, попробую заказать.
Колеровочная паста Полимер О серебро,
09.01.18 в 15:59
2
заглушал прозрачность белым.......
Белый цвет где брали? Тоже чернила для УФ-принтера?
09.01.18 в 16:55
3
Белый цвет где брали?
Мне Андрей немного присылал.
Сейчас жду чернила УФ белого цвета, обещали немного привезти.
09.01.18 в 15:34
4
Ну в настоящем камне-то "блёстки" очень "разреженные" по объёму... и не ровными слоями... и ориентация - "кто куда" ... как будто "микрокосмос" :)
09.01.18 в 15:37
3
как будто "микрокосмос"
Попробовать есть смысл.
Конечно природные образования повторить практически невозможно.
Фрактальные образования по законам Золотого сечения..............................8)
09.01.18 в 15:39
5
Ну можно без принтера просто смещать всё, и вылить каплей на поверхность... и отвердить УФ - тогда, возможно, будет именно такой эффект "хаоса".
09.01.18 в 15:49
3
и вылить каплей на поверхность...
Всё надо проверять.
Роман писал, что "блёстки" оседают. По этому время загустения на это будет влиять.
09.01.18 в 16:04
3
Роман писал, что "блёстки" оседают
Ну, не так быстро - оседают примерно за 6-8 часов.
09.01.18 в 16:07
4
Попробуйте более вязкий полимер ;) . Оседать будет гораздо медленнее.
09.01.18 в 16:11
3
Ну, и перемешивать пасту с вязким полимером намного сложнее ;)
09.01.18 в 16:27
2
опробуйте более вязкий полимер ;) . Оседать будет гораздо медленнее.
... перемешивать пасту с вязким полимером намного сложнее ...
pl32 ,3DLab , Уважаемые !

Подскажите, как можно - грубо, и - по-простому :

1. измеРить Вязкость/Вискозность/Тиксотропность ? Только без "засасывающих" сосудов... Методом "выливания" - возможно ?

2. измеНить Вязкость/Вискозность/Тиксотропность ? Загустить или разбавить ? Понимаю, что - не водой...
10.01.18 в 10:07
1
Увы, я тут особо помочь ничем не могу...
измеРить Вязкость/Вискозность/Тиксотропность ? Только без "засасывающих" сосудов... Методом "выливания" - возможно ?
В "колхозных" условиях вязкость проще всего оценить при помощи шприца 20-30 мл. Шприц заполняется жидкостью, и. удалив из него поршень, замеряется время, за которое он наполовину опустошиться. Для вязких и тиксотропных жидкостей - тот же вариант, только поршень не удаляется и на поршень ставится груз.
Загустить или разбавить ?
Не знаю. Для 3D-печати - не знаю. Для других случаев - разбавить можно специальными разбавителями для УФ-лаков - см.ногтевые киоски. загустить - не знаю. Можно попробовать аэросил или микросферы - широко используются для загущивания эпоксидки. Как раз придают тиксотропность. Теоретически есть тиксотропные добавки, но я особо этой темой не интересовался.
10.01.18 в 10:55
0
Не знаю.
Благодарю.
То есть эмпирические методики "колдунов"(химиков-молекулярщиков) - известны мало...

Я - про расход исследуемой "жижи" - по капле, на которую собственно и происходит различного рода воздействия,
от - гравитационно-инерционных, с оценкой степени перемещения, до замеса "на лету", типа как вот тут:

b110479c1ffa0e9c4897be662794d473.jpg
09.01.18 в 16:02
3
Увы, не все так просто....
1. Капать придется слоями - глубина проникновения УФ-излучения в полимер небольшая...
2. Не будет ориентации чешуек по плоскости печати - т.е. игра света-тени будет иной. Может лучше, а может и хуже...
09.01.18 в 16:05
4
Ну по второму пункту - это так и должно быть - в природных камнях нет направленной ориентации вкраплений.
09.01.18 в 16:11
3
Ок. руки дойдут - попробую...
09.01.18 в 19:14
0
Вот зачем такое показывать:?:
Вспомнил про наличие ≈2 кг эпоксидки и зачесались руки. Хоть сейчас беги в круглосуточный магазин за «Серебрянкой» и чернилами для струйного принтера.
09.01.18 в 19:16
0
зачесались руки
:D:D:D:D
09.01.18 в 20:43
2
По пастам ПАЛИЖ. Это не концентрированные пигментные пасты, в них пигмента 3-8%, 20-50% наполнителя (мел, тальк), остальное - смолы, пластификатор и добавки. Соответственно, если вы наблюдаете оседание - то это как раз наполнитель оседает.
Пасты типа О (на пластификаторе) - для колеровки пластмасс в массе при экструзии. Пластификатор типа ДБФ в количестве 1-2% может серьезно умягчить пленку
Пасты на растворителе / воде еще менее желательны, т.к. в большей степени влияют на физмех.

Про перламутровые и металлические пигменты: не обязательно делать высокую вязкость для стабилизации. Есть специальные смачивающие, диспергирующие, а также ориентирующие добавки. Но их вводить надо хотя бы на диссольвере.
10.01.18 в 10:08
0
Пластификатор типа ДБФ в количестве 1-2% может серьезно умягчить пленку
Не подумал...
Пленка действительно начала очень сильно вытягиваться, но я не сразу это заметил и не подумал об Палиже...
Просто решил, что время подошло - не менял и не перетягивал пленку с момента покупки принтера в июне 1917 года....
10.01.18 в 10:31
1
не, я имел ввиду не тефлон, на него это не влияет. Мягче модель становится
10.01.18 в 10:12
0
По пастам ПАЛИЖ. Это не концентрированные пигментные пасты, в них пигмента 3-8%, 20-50% наполнителя (мел, тальк), остальное - смолы, пластификатор и добавки. Соответственно, если вы наблюдаете оседание - то это как раз наполнитель оседает.
Оседание наполнителя не заметил - видимо он имеет очень мелкую фракцию.
А на дне ванны оседала именно алюминиевая пудра - по блеску сразу видно, что оседала именно она - сверху прозрачный слой полимера, на дне - блестящий.
09.01.18 в 21:18
1
Спасибо за полезный эксперимент!
Сомнения были как раз по поводу пересвета по XY, из-за отражения частичками металла. Так и полчилось. Кстати, эти же отражения и виновны в уменьшении засветки по Z.
А насчет изменения времени засветки было бы интересно узнать подробнее
10.01.18 в 10:17
1
А насчет изменения времени засветки было бы интересно узнать подробнее
Особо много сказать не могу - эксперимент ограничивался объемом одной ванны. Я не сразу понял, что надо не увеличивать, а уменьшать время экспозиции, поэтому первые отпечатки получились "заплывшие".

Так же не сразу заметил, что пленка вытянулась и надо увеличивать высоту подъема платформы.
Поэтому получилось только два отпечатка с экспозицией 85% от времени экспозиции полимера без пасты.
Судя по немного "запывшему" внешнему виду - экспозицию можно было снижать еще больше..
10.01.18 в 11:14
2
По поводу водных паст не соглашусь. Я пробовал несколько универсальных паст на водной основе для строительных красок, они хорошо совместились и стоят уже более 3 недель без расслоения. В состав таких паст входит вода ~50% и гликоли. Введение 1-2% таких паст не сильно сказывается на свойствах, так что для домашней колеровки вполне пригодны. Из трех паст, купленных в ЛеруаМерлен по 50руб/100г (Proficolor, г.Ижевск) оранжевая и желтая совместились, черная сажевая нет. Так что в любом случае следует проверять совместимость.
10.01.18 в 11:36
0
Интересная информация....
11.01.18 в 02:52
1
Вода вполне совместима со полимерами, применяющимися в DLP. Есть УФ-отвержаемые акриловые композиции, которые вообще, неограниченно смешиваются с водой и из них печатают контактные линзы. Так что теоретически это не является помехой и не ингибирует реакции. Максимум что будет - расслоение, но и то, не факт для таких концентраций.
11.01.18 в 08:21
0
Так что теоретически это не является помехой и не ингибирует реакции.
Вопрос не в помехе, а в механичиеских свойствах...
Добавлять в полимер воду или что-то летучее - значит снижать прочность, так же буду меняться гибкость и твердость... Неравномерное испарение воды может привести к деформациям и т.п.
04.02.18 в 17:00
0
У нас в ижевске оказывается можно много чего купить!
05.02.18 в 07:50
0
У нас в ижевске оказывается можно много чего купить!
Правда?
Не подскажите где и как?
А то я ижевскую продукцию "Палижа" вынужден в Санк-Петербурге покупать....
05.02.18 в 13:45
0
У нас в любом хозяйственном есть... у них на сайте кстати есть интернет-магазин. В личку напишите тогда что ли)
05.02.18 в 14:15
0
Какой серии?
Универсальные коллеровочные пасты "Палиж" у нас тоже в каждом хозмаге есть..
А вот "профессиональыне" серии - тот же "Полимер" нигде не видел...
И в их интернет-магазине тоже только универсальные пасты, "профессиональных" - нет.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Сертифицирован первый российский авиадвигатель с 3D-печатными деталями

Можно ли сварить кашу с Геркулесом без топора?

Приделал к шильде мотовоз...

Blender для печатников. Глава 9. Снегири — не гири! Логические модификаторы.

Как смазать линейные направляющие

Итоги выставки 3D Print Expo 2018