Ledo ксенон отзывы: Лампа автомобильная ксеноновая LEDO Original 85122LXO D2S 4300К 35W 1 шт.

Музеи и учреждения, занимающиеся вопросами культурного наследия, сами приняли эту технологию, используя ее для сохранения, образования, привлечения общественности и расширения доступа к коллекциям. Британский музей (через Sketchfab), Смитсоновский институт (через Six3D) и MOMA (через Thingiverse) уже предоставляют цифровой доступ к своим коллекциям для домашней печати. Прадо с их выставкой: Hoy toca el Prado сотрудничал с Estudios Durero, чтобы открыть мир живописи для посетителей с нарушениями зрения и предложить обычным посетителям мультисенсорный опыт [4]. Такой опыт позволяет более тесно взаимодействовать с коллекциями, что приводит к лучшему познанию, воспоминанию и опыту [5].

Трансгрессия из реального мира в виртуальный и обратно была придумана как «танец флип-флоп», поскольку верность оригиналу не является целью, а вместо этого «странные вещи» должны «происходить на стенах между мирами» [5, 6]. Проводя хакатоны по 3D-печати, музеи, такие как MOMA, предоставляют публике возможность танцевать флип-флоп с объектами из своей коллекции, поощряя внимательное изучение и творческие возможности с помощью цифровых манипуляций, углубляя их эмоциональные отношения с коллекцией [5, 7]. ].

3D-печать широко используется для взаимодействия с посетителями, как показано в следующих примерах, описанных Neumiller et al. [5] продемонстрировать. Лица древних египтян были реконструированы на прототипах черепов [8] в Музее Редпат в Монреале, Канада, и в Лестере, Великобритания, восстановление скелета Ричарда III сопровождалось реконструкцией того, как мог выглядеть последний король Плантагенетов [9]. ]. Музей Дерби, Великобритания, привлек местное сообщество к своей программе Re:Make, включив его в процесс проектирования экспозиций во время реконструкции здания шелковой фабрики с использованием 3D-печати [5]. Постоянно снижающиеся затраты позволили мастер-пространствам стать продолжением традиционных художественных мастерских, часто проводимых в отделах музейного образования [7].

Помимо взаимодействия, 3D-сканирование и RP успешно использовались в исследованиях. В археологии создание осязаемых объектов из виртуальных 3D-данных помогло в анализе [10]. Яркими примерами являются реконструкция средневекового черепа без необходимости контакта исходного материала с клеями или материалами для изготовления форм [11] или, в более крупном масштабе, реконструкция средневекового корабля служила для понимания конструкции в качестве модели для реставрации и общественного участия [12]. При консервации технология использовалась для замены частей объектов [13]. В 2013 году Международный институт консервации провел в Амстердамском университете семинар по 3D-сканированию и 3D-печати, чтобы обучить реставраторов использованию RP для консервации.

Как и при оцифровке в целом, реплики могут быть напечатаны для сохранения хрупкого оригинала или для устранения необходимости в перемещении исторических объектов (или посетителей). В рамках проекта Сохранение путем копирования: 3D-печать гробницы Тутанхамона с использованием фотографий, сделанных в 1922 году Гарри Бутоном, копия неповрежденной гробницы была воссоздана в миле от оригинала в Луксоре, тем самым избавив гробницу от стрессов от посетителей, которые на самом деле предпочитали просмотр реплики [14, 15]. Существуют проблемы, связанные с суррогатами, такие как отсутствие стандартов цветной 3D-печати, таких как код Pantone [5]. 3D-печать предлагает большие возможности, но приводит к «умножению» коллекций, с проблемами устойчивости, возникающими из-за необходимости хранения, ухода и утилизации таких коллекций.

3D-произведения искусства и дизайны можно рассматривать как «цифровое» культурное наследие с соответствующими проблемами, связанными с управлением, сохранением и миграцией данных, что выходит за рамки данной статьи, но хорошо описано Карпом [16].

Быстрое прототипирование может включать ряд материалов, таких как металлы, керамика, полимеры или композиты. Именно полимеры, по всей видимости, окажутся наименее устойчивыми: если объекты из полимеров только недавно получили статус культурного наследия, наш опыт их консервации гораздо короче, чем у традиционных артефактов, многие из которых уже выдержали испытание временем [17]. Нестабильность многих ранних синтетических и полусинтетических материалов в настоящее время становится очевидной и создает серьезные проблемы с сохранением, и вполне вероятно, что проблемы с прорезыванием зубов ранних технологий RP станут очевидными в ближайшем будущем. Ассортимент используемых материалов и комбинаций материалов (композитов) быстро увеличивается, и, как отмечает Neely в 2014 г. [7], технология развивается слишком быстро, чтобы оставить достаточно времени для ее оценки.

Согласно Albus et al. [18] Промышленный стандарт для «долговечных пластиков» должен иметь предполагаемый срок службы 15–25 лет, но, поскольку ранние материалы RP не были разработаны в соответствии с этим стандартом, возможно, что их ожидаемый срок службы будет еще меньше. Стремление к экологически чистому производству в результате регулирования выбросов может привести к дальнейшему быстрому развитию технологий RP для уменьшения их воздействия на окружающую среду. Как отмечают Drixo и Pegna [19], «…новые материалы не должны поступать на рынок до тех пор, пока они не продемонстрируют свое соответствие экологическим нормам». В последние годы были проведены ценные исследования по сохранению «традиционных» полимеров наследия [20, 21]; однако полимеры RP чрезвычайно разнообразны и сложны как по составу, так и с точки зрения переменных технологических параметров, и поэтому требуют самостоятельного изучения. Несмотря на то, что некоторые полимеры RP химически идентичны пластмассам, уже известным и исследованным консерваторами, например, акрилонитрил-бутадиен-стиролу (ABS), различные применяемые к ним процедуры формования могут повлиять на стабильность их материала. Ситуация еще больше осложняется разработкой материалов, которые имитируют свойства «традиционных» инженерных полимеров, таких как Digital ABS от Polyjet, фотополимер, химически отличающийся от традиционного ABS [22].

На рис. 1 можно оценить масштабные изменения цвета, вызванные шестью различными материалами RP во время эксперимента по фотостарению, предназначенного для привлечения общественности к проблемам сохранения и исследования, связанным с RP. Соображения по проектированию и экспериментальные условия описаны в дополнительном файле 1. Дополнительный файл 2 — это цифровое изображение, используемое для печати, которое также доступно в форматах .ply и .stl в дополнительных файлах 3 и 4 для загрузки для печати.

Изображения произведения RP «Вне котла», разработанного Томом Ломаксом, произведенного с использованием наиболее распространенных технологий RP: (1) стереолитография (SLA ^® ) (2) полиструйная печать (3) 3D-печать (3DP) (4) селективное лазерное спекание (SLS). До ( выше ) и после ( ниже ) фотодеградации

Изображение в натуральную величину

химические и механические свойства. Исследования, специально посвященные проблемам сохранения, связанным с быстрыми прототипами, немногочисленны [2, 23, 24]. Поэтому в этой статье мы рассматриваем современное состояние производства RP с использованием полимеров и обсуждаем проблемы сохранения, выявленные художниками и дизайнерами, чтобы сообщить о возникающих вопросах исследования.

Мнения художников и дизайнеров

Чтобы изучить проблемы консервации, которые, возможно, уже возникли и могут указать направления для будущих исследований, мы в первую очередь интересовались мнениями самих художников и дизайнеров. В 2013 году был инициирован проект по обмену знаниями с 54 художниками и дизайнерами посредством онлайн-опроса и интервью, чтобы определить следующие:

• Основные технологии быстрого прототипирования и используемые материалы

• Вопросы, связанные с цифровыми архивами, программным и аппаратным обеспечением

• Проблемы, связанные со старением отпечатков

• Отношение к подлинности и тиражированию произведений искусства

• Отношение к сохранению

Приглашения принять участие были размещены в социальных сетях и отправлены напрямую 117 художникам и дизайнерам. Было получено 47 ответов на онлайн-опросы, из которых 44 были полными. Десять художников и дизайнеров согласились дать интервью. Участников спросили, как лучше всего описать себя в начале опроса и интервью: среди ответов были скульпторы, мастера, архитекторы, дизайнеры продуктов, дизайнеры ювелирных изделий и модельеры. Для анализа они были сгруппированы в дизайнеров и художников. Ремесленники, архитекторы, ювелиры и дизайнеры продуктов были объединены в группу дизайнеров, а скульпторы — в группу художников. Трое респондентов назвали свою практику как искусством, так и дизайном. Их ответы были включены в общий анализ опроса, но не учитывались при сравнении художников и дизайнеров.

Селективное лазерное спекание (SLS ^® ) и 3D-печать Zcorp (3DP™) были определены как две основные технологии, используемые участниками (65 и 59 % соответственно). SLS ^® оказался более популярным среди дизайнеров, а Zcorp 3D Printing — среди художников, и оба предпочли использовать для печати типографские бюро. Художники обычно установили тесные рабочие отношения с выбранным бюро и в значительной степени полагались на их советы в отношении выбора материала RP. Стереолитография (SLA ^® ) и PolyJet Technology (43 и 30 % соответственно) используют фотополимеры, что делает фотополимеры наиболее распространенным материалом RP, используемым участниками.

Участники были хорошо осведомлены о проблемах, связанных с устареванием программного обеспечения. Большинство (68 %) считают, что физическая печать более ценна, чем цифровой дизайн, что указывает на то, что сохранение печати должно иметь приоритет над цифровым архивом.

Я предпочитаю оригинальный артефакт, потому что я думаю, что это был тот самый момент времени.

– Джефф Манн

Когда вы собираетесь воспроизводить их, я теряю контроль, это означает, что может быть большая разница между представленным произведением, репродукция может отличаться от оригинала.

– Люк Меркс

Я больше не могу воспроизвести этот фрагмент, потому что технологии зашли так далеко, что они знают, когда делают что-то не так. Так что это исправляет это, но что меня интересовало, так это то, что когда лазер попадает на отражающий объект, он почти отскакивает, он отскакивает назад, потому что он не может отличить реальный материальный объект от отражения, он учитывает отражение как материал, я нашел это очень интересным .

– Джефф Манн

Если у вас есть работы на магнитной ленте с ПК или рабочих станций с кремниевой графикой девяностых годов, то вы больше не сможете получить эту информацию, или это, конечно, будет нелегко или будет стоить больших денег, я уверен. Одна вещь, которая беспокоит меня в моей собственной работе, потому что у меня есть буквально сотни и сотни скульптур изобразительного искусства на дисках, которые, очевидно, в том числе из-за стоимости производства, они останутся на дисках до тех пор, пока они не будут доступны. распечатаны, и поэтому я надеюсь заархивировать их… так что время от времени кто-нибудь предлагает новую прекрасную идею, которая быстрее, дешевле и лучше, и вдруг вы обнаруживаете, что весь ваш архивный материал становится излишним. Это устарело. Вы не можете получить его больше.

– Кит Браун

Подавляющее большинство из 81 % заметили физическое изменение своих отпечатков с течением времени. Учитывая, что технология все еще находится в зачаточном состоянии, эти изменения произошли и стали заметны уже через несколько лет. Удивительно и, возможно, в противоречии с предыдущим выводом о ценности физического отпечатка, 84 % участников указали, что если работа будет повреждена или сломана, они будут рады переизданию работы. Обесцвечивание было часто замечаемым типом изменения, и оно оказалось более приемлемым для художников, которые склонны рассматривать его как форму «патины».

Меня очень интересовало изменение цвета, изменение материала, и я всегда стараюсь дойти до того, что они просто признают, что это не то же самое, что цифровой файл, и что они признают, что изменение цвет — одно из основных качеств этих смол… Я был бы очень рад, если бы изменение цвета было принято таким, как оно есть. Я думаю, что это проблема сегодняшнего дизайна и архитектуры, что дизайнер игнорирует материал, для меня совершенно очевидно, что дизайн должен реагировать на изменения цвета и что это проблема дизайна, если он больше не работает.

– Люк Меркс

Когда я сделал прототип объекта, он невероятно быстро обесцвечивался, вы знаете, что он начал невероятно быстро желтеть, и я на самом деле организовал серию тестов, в которых я помещал один объект на более солнечный свет и один в тень, просто чтобы посмотреть, как они ухудшаются, и на самом деле эстетически Мне очень нравятся такие визуальные вещи.

– Мэт Чиверс

75 % участников были рады предоставить музеям цифровые копии своих работ при условии наличия положения об авторском праве, но не частным коллекционерам. Во время интервью была высказана озабоченность по поводу того, что нет возможности ограничить количество копий или выпусков, что, в свою очередь, повлияет на стоимость произведения искусства.

Из всех респондентов 84 % хотели бы, чтобы реставраторы поддерживали с ними связь по вопросам сохранения их работ. Это четкое указание для реставраторов вести диалог с художниками при установлении передовой практики ухода за коллекциями быстрых прототипов, особенно с учетом того, что технологические разработки могут вскоре сделать некоторые существующие системы устаревшими.

Технологии и связанные с ними художественные и деловые практики меняются так быстро, что каждая модель, произведенная таким образом, уникальна не только как дизайн, но и как исторический момент. Такие вещи стоит записывать или сохранять? Не мне говорить, но поскольку лично я думаю, что здесь происходит что-то важное для тысячелетия, я очень рад услышать, что кто-то рассматривает этот вопрос.

– Вирсавия Гроссман

81 % художников и 42 % дизайнеров в исследовании вручную завершали работу после печати. Различные материалы применяются для защиты, эстетики или подготовки к литью из других материалов. Методы последующей обработки включали шлифование, гальваническое покрытие, флокирование и напыление имеющихся в продаже лаков и покрытий. Случайные сбои в технологии часто используются как часть художественного произведения, которое невозможно воспроизвести. Художественное манипулирование произведением после печати поднимает этические проблемы в отношении тиражирования и означает, что отпечаток следует рассматривать как уникальный, а не как заменяемый «потребительский» продукт.

Быстрое прототипирование: обзор

Инициированное изобретением Чарльзом Халлом стереолитографии (SLA ^® ) в 1984 году, быстрое прототипирование (RP) произвело революцию в области проектирования и производства. Дизайнеры могут легко визуализировать продукты и вносить коррективы перед производством, тем самым сокращая время выхода на рынок и тем самым снижая затраты [25]. Раньше опытным мастерам приходилось тратить недели на изготовление прототипов вручную [2]. Любые необходимые изменения добавят к производству дополнительные недели. При быстром прототипировании недостатки в конструкции могут быть быстро обнаружены и легко изменены на ранних этапах производственного цикла. Риск брака значительно снижается, особенно если необнаруженные дефекты привели к выпуску бракованной продукции [26].

Чуа и Леонг дают подробные описания различных технологий RP [27]. Однако общим для всех процессов RP является многоуровневое изготовление трехмерных моделей непосредственно из данных цифрового проектирования поперечного сечения. Модель проекта преобразуется в цифровой файл STL, формат файла стереолитографии, разработанный специально для программного обеспечения для автоматизированного проектирования, которое позволяет пользователям (с помощью векторной графики) проектировать и визуализировать модели в 3D. Затем объект «нарезается» на двумерные данные поперечного сечения. Физические объекты «выращиваются» путем построения сечений слой за слоем (рис. 2). По этой причине также используется термин многоуровневое производство (LM).

Воспроизведено из CustomPartNet с разрешения

Схема многоуровневого производства SLA ^® .

Изображение в полный размер

С появлением стереолитографии произошел всплеск развития различных технологий RP, которые были запатентованы и коммерциализированы. Некоторые из них, возможно, уже устарели [28], что можно сделать из сравнения ранних обзоров технологий Pham et al. [26] и Ян и соавт. [29], или они могли быть экспериментальными и оставаться неразработанными за пределами исследовательской фазы; или теперь известны под разными именами. Например, фотомаскирование (PM), описанное в 2010 году Chua et al. [30] похоже на отверждение твердого грунта (SGC), которое, согласно Levy et al. [28] исчез с рынка в 1999. Ежегодные отчеты, публикуемые Wohlers and Associates, полезны для отслеживания событий [31, 32]. Их сводка по истории RP отражает конкуренцию между поставщиками технологий RP и перечисляет поставщиков и производителей систем RP, которые прекратили торговлю [32].

Однако большинство систем являются лишь вариациями шести основных технологий RP, которые можно далее сгруппировать в (i) системы на жидкой основе, (ii) системы на твердой основе и (iii) системы на основе порошка [25]. В 2012 году Международный комитет ASTM F42 по технологиям аддитивного производства утвердил стандартную терминологию, которая недавно была пересмотрена и принята Британским институтом международных стандартов [33]. В таблице 1 обобщены эти термины, а также патентованные названия и материалы систем RP на полимерной основе, в том числе: стереолитография (SLA), селективное лазерное спекание (SLS), моделирование методом наплавления (FDM) и 3D-печать (3DP™). Краткое описание PolyJet™ также будет включено в раздел «Стереолитография», так как это ведущая платформа для трехмерной печати с высоким разрешением [30].

Свойства материалов и деградация

Углубленные исследования свойств материалов и процессов создания быстрых прототипов начались только после того, как технологии RP были рассмотрены для производства продуктов конечного использования («быстрое производство»).

Фрактальный стол (2008–2009 гг.) от WertelOberfell с использованием стереолитографии в эпоксидной смоле. Изображение предоставлено WertelOberfell. Изображение предоставлено художником

Изображение в полный размер

Привлеченные к свету (2005 г.) Джеффа Манна, нейлон, спеченный лазером. Изображение предоставлено художником

Изображение в полный размер

Лаура: RGB (2011) Софи Кан. Полноцветная 3D печать. Изображение предоставлено художником

Изображение в полный размер

Сучаб (2012 г.) Ника Эрвинка, моделирование методом наплавления из АБС-пластика. Изображение предоставлено художником

Изображение в полный размер

В качестве материала наследия полусинтетические и синтетические полимеры относительно молоды, как и изучение их деградации в контексте культурного наследия. Основное внимание в науке о наследии уделяется пластиковым материалам в коллекциях, требующим срочного внимания из-за быстрой деградации, таким как ПВХ, каучук, полиуретаны, нитрат целлюлозы и ацетат целлюлозы [21, 34]. Механизмы деградации пластмасс столь же разнообразны, как и составы различных пластмасс, но есть и общие черты в процессах деградации полимеров [34], при этом типичными путями деградации являются гидролиз, фотолиз, термолиз и окисление, которые в дальнейшем можно дифференцировать по фото и термическое окисление. Эти реакции происходят из-за химических реакций пластмасс с кислородом, загрязняющими веществами, водой, ионами металлов, светом, теплом или любой их комбинацией. Реакции химической деградации вызывают структурные изменения в полимере, такие как образование поперечных связей, разрыв цепи и образование хромофоров и полярных групп [21]. Из-за контроля окружающей среды в музеях (ультрафиолетовая фильтрация, относительная влажность и температура) можно было бы ожидать, что типичными путями разложения будут те, которые включают кислород (термо/фотоокислительные реакции), однако из-за слабых участков или примесей, таких как ионы металлов, присутствующих в полимере. может происходить термолитическое инициирование деструкции некоторых полимеров (ПММА, ПВХ). В случае RP, в результате различных параметров обработки, нельзя исключить фотолитическое инициирование по реакциям Норриша типа I или II из-за присутствия окисленных структур, ненасыщенных карбонильных (C=O) или C=C групп. вносимых при синтезе и обработке [35, 36].

Деградация материалов традиционного искусства и наследия всегда была более приемлемой, чем деградация пластмасс, которые часто считаются ценными только в первозданном состоянии, особенно на рынке произведений искусства [18]. Среди участников нашего опроса (раздел «Взгляды художников и дизайнеров») формируется уровень восприятия обесцвечивания в зависимости от возраста пластика, некоторые называют это патиной. Даже для коллекционеров старинной пластмассы «патина» теперь считается свидетельством подлинности и оригинальности [18]. Однако, в отличие от поверхностной патины на металлах, которая обеспечивает защитный слой, «патина» на поверхности пластмасс указывает на химическую деградацию, такую ​​как окисление, которое, будучи инициировано на поверхности, будет протекать через цепную реакцию в объеме полимера. 37]. В музеях объекты получают статус наследия, поскольку их использование меняется с механического/функционального на демонстрационное, и эстетические свойства могут иметь приоритет над механическими.

В следующих разделах содержится обзор исследований RP в отношении пяти основных технологий с использованием полимеров, свойств материалов, строительных параметров и старения. Часто для материалов RP известен только базовый полимер, и, как и в случае с «традиционными» полимерами, деградация может сильно зависеть от присутствия добавок. Поэтому рассматривать материалы RP как семейство материалов можно рассматривать как чрезмерное упрощение. Однако, как мы увидим, даже при небольшом количестве опубликованных исследований по материалам РП начинают проявляться сходства в поведении. Подробные обзоры деградации базового полимера можно найти в других источниках [20, 21, 34, 38].

Жидкостные системы

Стереолитография (SLA

Стереолитография (SLA) в настоящее время является наиболее признанным процессом быстрого прототипирования (рис. 3). Он производит прототипы с точными размерами и в результате стал наиболее широко используемым процессом в промышленности [25, 29].

Прототип создается на основе данных поперечного сечения, полученных из файла стереолитографии (STL), который является стандартным форматом для всех технологий RP. Прототип построен на платформе в ванне с фотоотверждаемой смолой. Платформа опускается чуть ниже поверхности смолы на глубину, подходящую для достаточного проникновения лазера. Модель построена послойно путем сканирования и отверждения поверхности жидкого фотополимера с помощью лазеров с УФ-излучением. Первоначально использовались гелий-кадмиевые (325 нм) или ионно-аргоновые лазеры (351 нм), но последние 10 лет в области лазерных технологий и с момента перехода от RP к RM твердотельные лазеры с диодной накачкой и модуляцией добротности все чаще используются, как правило, излучающие на длине волны 355 нм с выходной мощностью от 0,5 до 2 Вт и длительностью импульса в диапазоне 10–30 нс [39]. –41]. Сначала сканируются контуры, соответствующие поперечному сечению, затем сканирование штриховки заполняет остальные. Процесс полимеризации фотоинициируется, что приводит к образованию твердого слоя. Платформа затем опускается на ту же глубину под поверхностью смолы, достаточную для того, чтобы можно было провести по одному слою смолы и отсканировать его. Жидкая смола не обеспечивает никакой структурной поддержки, и в случае нависающих частей для поддержки должны быть встроены конструкции. После завершения печати модели всего 95 % отвержденных и называемых «зелеными», затем модель необходимо промыть в химической ванне (изопропанол), а затем подвергнуть постотверждению под воздействием ультрафиолетового излучения широкого спектра [2, 25, 26, 29].

Исследования материалов SLA

Из-за коммерческой тайны мало что известно о точном химическом составе фотополимеров. Основные фирменные наименования: Sosmos ^® , Watershed ^TM , Accura ^® , Renshape™ и Visijet ^® Flex SL. Обычно это акриловые или эпоксидные фотополимеры; однако можно использовать ненасыщенные полиэфиры или уретаны или гибридные системы, состоящие из их комбинации [41]. Сомос 9Было установлено, что 0014® 7110 и Renshape™ 5260 содержат эпоксидные и акриловые функциональные группы, ароматические соединения и алифатические эфирные группы [42], Flex SL был идентифицирован как смола на основе полиэфира (мет)акрилата [43], а Accura ^® SI40 — это эпоксидная фотополимерная смола, специально разработанная для быстрого производства, а не прототипирования, со свойствами, которые считаются более близкими к традиционным инженерным пластикам [44].

Исследование влияния кратковременного старения (24 дня) на механические свойства Accura 9Смола 0014® SI40 была изготовлена ​​Mansour et al. [44]. Образцы были изготовлены на машине 3D Systems Inc. SLA 7000 (твердотельный лазер с утроением частоты, 354,7 нм) в соответствии с размерами, указанными стандартами ISO для анализа на растяжение, изгиб и ударную вязкость [45–47]. Авторы признали возможное влияние ориентации строения на механические свойства; однако, чтобы максимизировать количество образцов, полученных из одной сборки, была принята вертикальная ориентация (ось z ). Все образцы были изготовлены, очищены и пост-отверждены УФ-излучением одновременно, после чего они хранились в темных условиях при относительной влажности 50 % и температуре 20 °C. Каждые 4–5 дней проводились механические испытания и дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) для количественной оценки степени отверждения образцов. Установлена ​​зависимость между механическими свойствами и степенью отверждения. Улучшились свойства при растяжении, но снизились ударная вязкость и удлинение при разрыве, что указывает на то, что во время эксперимента материал стал жестким и более хрупким. Это подтвердило, что даже после постотверждения УФ-излучением продукты SLA отверждаются лишь частично [44].

Об анизотропных свойствах объектов SLA сообщалось в исследовании, посвященном оценке влияния ориентации здания на механические свойства [48]. С помощью 3D-системы Viper si2 SL (с твердотельным лазером, 354,7 нм) были изготовлены образцы в соответствии с размерами для ASTM Type I [49] с фотополимерной смолой Watershed ^tm 11120. Образцы были изготовлены в различных ориентациях: плоской, на краю (горизонтально) и вертикально (вертикально) в рабочей камере. Кроме того, образцы были разложены в разной ориентации на платформе здания (вдоль x – по оси, y – по оси и по диагонали). Образцы подвергали постотверждению в УФ-печи в течение 30 мин. Было обнаружено, что направление межслойных интерфейсов оказывает непосредственное влияние на механические свойства, и образцы, построенные горизонтально, имели более низкую прочность на растяжение, чем образцы, построенные на ребре или вертикально, которые имели самые высокие значения прочности на растяжение. Это указывает на высокую степень анизотропии. Эффект старения в трех разных средах: окружающей среде, высушенной и высушенной, но после 48-часовой предварительной обработки в климатической камере при 23 ± 2 °C и относительной влажности 50 ± 5 % изучался в течение периодов 4, 30 и 120 дней. В предварительно кондиционированных образцах наблюдалось снижение механических свойств из-за влияния влажности. Значения предельного напряжения увеличились в течение 30 дней, после чего было замечено снижение, что указывает на начало деградации после короткого начального периода отверждения [48].

Тргер и др. [43] изучали разложение двух биосовместимых смол на основе акрилатов (Flex SL ^® SE/SM-1500 и Flex SL ^® SE/SM-25), используемых в основном для медицинских целей. Образцы были изготовлены на машине 3D Systems Viper si2 SL по размерам для растяжимых стержней типа S3A [50], а для испытаний на термическое и влажностное старение была разработана специализированная тестовая модель 3mat-Xtree [51, 52]. Образцы очищали в ультразвуковой ванне с изопропанолом (1–2 мин) и подвергали постотверждению УФ-излучением в течение 20 мин для Flex SL 9.0014® SE/SM-1500 и 45 мин. для Flex SL ^® SE/SM-25. Было проведено четыре серии экспериментов для изучения фотодеградации (43 дня в теплице при относительной влажности 40–60 % и температуре 20–33 °C, 0–93,6 клк — в среднем 14 клк, доза УФ-излучения 1,2–0,1 мВт), термическая деградация в климатическая камера (70 °C в течение 7 дней) и разложение при высокой влажности (два эксперимента, проведенные в климатических камерах при 50 °C, 85 % относительной влажности и 70 °C, 100 % относительной влажности). Значительное изменение цвета наблюдалось визуально во всех разложившихся образцах и относилось к химическому разложению добавок и термоокислению полимерной матрицы с образованием побочных продуктов, инициирующих дальнейшие фотоокислительные реакции: автоокисление. Увеличение массы из-за поглощения влаги в условиях высокой относительной влажности наблюдалось в сочетании со снижением механических свойств. Экстремальные тепличные условия и воздействие УФ-излучения ускорили деградацию, и все образцы стали более твердыми. Изменения было трудно охарактеризовать точно, так как поведение не считалось типичным для классических полимеров.

Два исследования Salmoria et al. [42, 53] с помощью FTIR, ЯМР и термогравиметрии исследовали кинетику отверждения и термическое разложение жидких и отвержденных смол Sosmos ^® 7110 и Renshape™ 5260. Образцы диаметром 4,50 мм и высотой 0,45 мм были изготовлены с использованием машины SLA-250/30 от 3D-Systems Inc. с лазером HE-Cd (325 нм). Постотверждение проводили в световой камере с 8 люминесцентными лампами Phillips TLK 40 W/05 с диапазоном излучения 300–360 нм. Термическое постотверждение также проводилось в печи Micro Quimica MQBEP 2000MP в Sosmos 9.0014 ® 7110 исследование [42]. Термическое отверждение проводили при 124 и 149 °C. Было обнаружено, что FTIR можно использовать для отслеживания конверсии отверждения смолы путем отслеживания пика, относящегося к валентным колебаниям C=C акриловых групп (1634 см ^-1 ) или эпоксидных групп (2990 см ^{-1 )} , которые уменьшается из-за химической сшивки по мере отверждения. В исследовании Sosmos ^® 7110 [42] условия как термического, так и фотоотверждения показали кинетику первого порядка, но полной конверсии акриловых групп не произошло ни в одном из исследованных условий. Процесс отверждения был завершен, и аналогичные значения кинетической константы для термического отверждения при 423 К (3,49× 10 ^-2 мин ^-1 ) и ультрафиолетовое отверждение (3,66 × 10 ^-2 мин ^-1 ) предполагает, что отверждение происходит по аналогичному механизму в этих условиях. В исследовании Renshape™ [53] было обнаружено, что акрилатные мономеры (6,8 × 10 ^-2 мин ^-1 ) реагируют в 3,7 раза быстрее, чем эпоксидный мономер (1,8 × 10 ^-2 мин ^-1 ). ).

Несмотря на репутацию компании SLA в области производства деталей с точными размерами, сообщалось об усадке после термического разложения термореактивных фотополимеров. Знание размерной точности печати необходимо для того, чтобы иметь возможность интерпретировать изменения при изучении изменения размеров в результате деградации этих материалов [42, 54].

Polyjet

Objet Geometries Ltd. была основана в 1998 году и производит линейку систем на основе PolyJet, продаваемых под названием Eden ^tm . Как и SLA, он включает отверждение жидкого фотополимера, однако отличается тем, что это не фотополимеризация в ванне с помощью лазера, а основанная на струйной технологии. Система PolyJet ^TM содержит два картриджа, поставляющих деталь и вспомогательный материал. Материалы наносятся двумя струйными головками на строительную платформу на х и у -оси. В то же время УФ-источник (лампа), встроенный в струйную головку, отверждает материал. Детали строятся слоями, и после завершения нетоксичный опорный материал можно смыть водой, что является преимуществом, поскольку не требуются неводные растворители (рис. 4). Недостатком является невозможность повторного использования поддерживающего материала [30].

Polyjet ^tm разработала собственную систему фотополимерных «цифровых материалов», посредством которой принтер печатает комбинации из двух или трех материалов Polyjet 9.0014 TM базовые фотополимеры для получения широкого диапазона свойств материалов, имитирующих от эластомеров и каучуков до промышленного АБС. Материалы бывают разных цветов и под торговыми марками Vero (непрозрачные, жесткие или прозрачные), Tango, Durus и Rigus. Благодаря эффекту восстановления формы полимеров, используемых для Polyjet, эта струйная 3D-технология привела к появлению инновационной концепции 4D-печати с использованием интеллектуальных материалов, которые реагируют (изменяются) на внешние раздражители, и время становится четвертым измерением [55, 56]. Пока неизвестно, была ли эта технология принята художниками, для основного дизайна или даже в науке о наследии, но в будущем она может создать серьезные проблемы с сохранением [56].

Исследования материалов PolyJet

На данный момент было опубликовано одно исследование материала PolyJet ^tm , относящееся к данному обзору. Влияние времени на механические свойства смолы ObjetVeroblue840 исследовали Costa et al. [57]. Испытания на растяжение [49] проводились в течение 120 дней, а консольные испытания проводились в течение 90 дней на образцах размером 60 × 20 × 4 мм. Все образцы были изготовлены в продольном направлении с толщиной осажденного слоя 16 мкм на машине Objet Eden 350 V, в которой используется УФ-лампа для отверждения жидкого фотополимера по мере его осаждения. Наблюдалось снижение обоих изученных свойств с течением времени, особенно в первые 30 дней, после чего значения стабилизировались [57]. Эти результаты могут быть связаны с тем, что детали не были полностью отверждены после прототипирования, как в случае с SLA. Необходимы дополнительные исследования степени отверждения деталей PolyJet, влияния различных условий окружающей среды на деградацию и ориентации здания на анизотропию.

Системы на основе порошка

Селективное лазерное спекание (SLS)

Селективное лазерное спекание (SLS) работает с лазером CO ₂ (10,6 мкм) или Nd: YAG (1,06 мкм), избирательно спекающим контуры поперечного сечения, соответствующего к модели САПР на тонкий слой порошка, нанесенного на строительную платформу. Лазер спекает частицы, нагревая их ровно настолько, чтобы их поверхности размягчились (расплавились) и расплавились в точке контакта (в отличие от полного плавления, когда поток расплавленного материала может вызвать деформацию). Порошок в рабочей камере нагревается и поддерживается при температуре чуть ниже температуры стеклования, чтобы уменьшить тепловые искажения и облегчить сплавление слоев. Неспекшийся порошок остается на месте в качестве подложки [26, 58]. Процессы спекания были теоретически и численно смоделированы на основе современного понимания взаимодействия лазера с веществом и рассмотрены [59]. ].

Теоретически любой термопластичный материал, измельченный в порошкообразную форму, должен быть пригоден для лазерного спекания, но на практике это не так. Ряд факторов может помешать производству прототипов хорошего качества, таких как: различные термические свойства различных материалов, наличие порошкообразных полимеров с подходящим размером частиц и морфологией, широкий диапазон термической обработки и ограничения в системах лазерного спекания. Это обсуждалось в другом месте [58]. Плотность и пористость спеченной детали будут зависеть от размера частиц и от того, насколько плотно они упакованы в рабочей камере. Другие параметры SLS, такие как длина волны лазера, энергия лазера, распределение температуры внутри рабочей камеры, также могут влиять на механические свойства детали, такие как пористость или анизотропия [58].

Двумя основными поставщиками систем SLS являются 3D Systems Ltd и EOS GmbH Electro Optical Systems (Krailling) [60]. Системы SLS различаются главным образом способом осаждения порошка: либо роликом из загрузочных камер, либо ситовым действием. Типичными используемыми материалами являются поликарбонат (ПК), акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС), нейлон (ПА 12), полиэстер (ПЭТ), полипропан (ПП), полиуретан (ПУ), полимолочная кислота (ПЛА) и воск.

Несмотря на постоянные разработки по расширению ассортимента материалов, полиамид (ПА) 12 по-прежнему является наиболее часто используемым материалом SLS (составляющим ~95 % всех прототипов), так как он прост в обработке и недорог [58] (рис. 5).

Различают аморфные и полукристаллические термопласты, используемые в SLS. Ограниченный успех был достигнут с аморфными полимерами, такими как поликарбонат, которые не имеют четкого диапазона температур плавления, но имеют температуру стеклования около 100 °C, выше которой полимер постепенно размягчается, становясь каучукообразным, а при повышении температуры, наконец, становится жидкостью без прозрачной пленки. переходы. Их текучесть и скорость спекания меньше, чем у полукристаллических полимеров (таких как PA 12), поэтому они более пористые, менее прочные и менее прочные. Однако они производят детали с более точными размерами и хорошим разрешением. Полукристаллические полимеры, такие как PA 12, которые имеют высокие температуры плавления и быстро превращаются в вязкие жидкости, могут быть спечены для получения очень плотных прототипов со свойствами, сравнимыми со свойствами материалов, полученных литьем под давлением. Однако они демонстрируют большую усадку (3–4 %), что приводит к менее точным деталям [28].

Исследования материалов с помощью селективного лазерного спекания (SLS)

Строительные параметры, такие как мощность лазера, скорость сканирования, толщина слоя, температура порошкового слоя, расположение и ориентация деталей, влияют на характеристики материала полимеров, спеченных лазером [58]. Наиболее часто используемым материалом для лазерного спекания является DuraForm ^® GF, стеклонаполненный полиамид 12 производства 3D Systems Ltd. анизотропия и дают более высокие значения прочности на разрыв, модуля Юнга и относительного удлинения при разрыве. Это окно ограничено, так как при очень высоких плотностях энергии свойства выравниваются или начинают снижаться [61].

Исследование влияния параметров обработки на PA 12 с использованием образцов ASTM типа 1 [49], изготовленных с помощью Sinterstation 25000 plus от 3D Systems Ltd., было проведено Starr et al. [62]. Мощность лазера варьировалась от 7 до 20 Вт, а температура слоя поддерживалась на уровне 166 °C. Скорость сканирования варьировалась от 2,540 до 5,080 мм с ^-1 , расстояние сканирования от 0,10 до 0,20 мм при толщине слоя от 0,10 до 0,15 мм. Образцы были построены в шести ориентациях, чтобы исследовать влияние ориентации сборки. Максимальный предел текучести и предел прочности при растяжении, зарегистрированный для материала DuraForm 12 9, спеченного методом лазерного спекания.Было обнаружено, что 0014 ® подобны отлитому под давлением PA 12. Эти значения были достигнуты для всех ориентаций при самой высокой мощности лазера. При меньшей мощности наблюдались различия в пределе текучести, особенно для образцов, построенных в z-ориентации, т. е. вертикально [62].

Чтобы сократить расходы и свести к минимуму расход материала, 80–95 % неспеченного порошка, оставшегося в камере построения после печати, перерабатывается, и часто используется смесь исходного и повторно использованного порошка. Из-за условий обработки, таких как нагрев и охлаждение строительной камеры, неспеченный порошок разлагается, вызывая постепенное снижение качества. Температура в камере слоя и продолжительность процесса спекания имеют большое влияние на скорость этого процесса. Это также зависит от местоположения в камере сборки, и было обнаружено, что порошок PA 12 (PA2200, EOS GmbH), собранный и проанализированный ближе к центру и основанию камеры сборки, имел более низкую скорость потока расплава и, следовательно, менее пригоден для использования. [60]. Порошок собирали с двух SLS-машин EOSINT P700 (EOS GmbH) и Sinterstation 9.0014 тм 2500HIQ (3D Systems Ltd). Термин «апельсиновая корка» использовался для описания явления, которое возникает после слишком большого количества повторяющихся циклов без освежения первичным порошком, когда возникает шероховатая поверхность, напоминающая кожуру очищенного апельсина [60].

Кук и др. [63] обнаружили, что в большинстве исследований анизотропии объектов SLS учитывались не все ориентации зданий, а количество выборок было недостаточным для получения статистически значимых результатов. Использование 288 DuraForm 9Образцы 0014 ® GF, изготовленные с использованием Sinterstation HIQ (3D Systems Ltd.), исследовали три различных ориентации здания и эффект «старения» (определяемый как поглощение влаги) образцов, хранившихся в невысушенной среде в течение 43 дней. Было обнаружено, что образцы поперечно-изотропны (т. е. изотропны внутри слоя), поскольку положение образцов в рабочей камере сильно влияет на уплотнение, которое может быть результатом распределения температуры. Отмечена также чувствительность свойств материала к незначительным изменениям строительных параметров [64].

В отличие от этих выводов, Majewski и Hopkinson обнаружили, что толщина сечения и ориентация сборки не оказали существенного влияния на детали, спеченные методом лазерного спекания PA 12 (PA2200, EOS GmbH), изготовленные на машине EOS Formiga P100 в их исследовании. Однако было отмечено снижение молекулярной массы между образцами, изготовленными на ранней стадии сборки, и образцами, произведенными позже, что может быть результатом более длительного воздействия более высоких температур [63].

3D-печать™

Процесс 3DP™ компании Z-Corporation — это самая быстрая доступная технология RP, которая за половину стоимости других систем стала очень популярной (рис. 6). По оценкам, в 2006 году он был третьим бестселлером среди машин RP [25].

3DP основан на технологии струйной печати. Тонкий слой порошкообразного материала наносится на строительный поршень роликом от поршня подачи порошка. Струйное нанесение связующего раствора на порошок избирательно соединяет порошкообразный материал. Рассыпчатая пудра вокруг детали остается на месте и служит опорой. Как только поперечное сечение завершено, поршень построения опускается, а поршень подачи порошка поднимается, чтобы можно было намотать еще один слой порошка, готовый к склеиванию следующего слоя [24, 25]. Затем объект пропитывают для прочности эпоксидной, цианоакрилатной или фенольной смолой [30].

3DP очень универсален, так как без изменения основного связующего материала можно достичь множества свойств материала, используя различные порошкообразные материалы и добавляя инфильтранты. Z Corporation является ведущим поставщиком технологии 3DP. Они разработали композит в виде порошка, который может подвергаться пост-отверждению путем опрыскивания водой, что делает его самым безопасным и «зеленым» вариантом пост-отверждения. Их машины также способны автоматически удалять и перерабатывать сыпучий порошок [30].

Также доступна цветовая система 3DP™, в которой связующая жидкость окрашивается [65]. Это сделало 3DP популярным среди архитекторов, художников и в секторе культурного наследия для печати цветных моделей и реплик [24]. ZPrinter ^® 450 использует одну трехцветную печатающую головку, которую можно быстро заменить и которая стоит меньше, чем системы с несколькими печатающими головками [30].

Исследования материалов 3D-печати™

В то время как более устоявшимся процессам SLS и SLA уделяется больше внимания, такие факторы, как низкая стоимость и скорость, делают 3D-печать ZCorporation все более популярной. До недавнего времени он в основном использовался для концептуального моделирования, а не для производства конечных продуктов. В 2000 году была запущена первая коммерческая система быстрого цветного производства — цветной принтер Z402C [66]. Что отличает цветную 3D-печать от других цветных технологий RP (Laminate Object Manufacturing™ (LOM) и SLS), так это то, что цветные чернила также являются связующим веществом. 3DP™ обеспечивает цветные отпечатки с высоким разрешением (до 600 × 540 dpi) [67]. Однако связи между частицами не такие прочные, как у деталей, изготовленных LOM или SLS, где материалы нагреваются до расплавленного состояния для соединения, а прочность деталей 3DP в основном зависит от метода пропитки [66].

Точный состав материалов является коммерческой тайной, однако некоторая информация доступна [67–70]. Порошок zp™130 состоит из пластыря, содержащего кристаллический кремнезем (50–90 %), виниловый полимер (2–20 %) и сульфатную соль (0–5 %). Связующее zb™58 содержит глицерин (1–10 %), соль сорбиновой кислоты (0–2 %), неизвестное поверхностно-активное вещество (<1 %), пигмент (<20 %) и воду (85–95 %). Существуют различные варианты инфильтрата: самые популярные – цианоакрилат, эпоксидная смола или воск. Z Corporation также разработала систему водоотверждения с использованием композитного порошка zp™150, состоящего из гипса, винилового полимера и углевода (крахмала). Детали отверждаются распылением воды и MgSO 9.0397 4 (английская соль). Резиновые свойства могут быть достигнуты с помощью порошковой смеси zp15e из целлюлозы, «специальных волокон» и добавок, способных поглощать уретановый эластомер, таких как Por-A-Mold [30, 68].

Было проведено очень мало исследований свойств материалов (термических, прочностных или усталостных) деталей 3DP™, и существует потребность в исследованиях деградации материалов и их поведения в различных условиях окружающей среды [65], особенно с учетом растущей популярности этой системы.

Цианоакрилат является популярным инфильтрантом из-за простоты использования и быстрого отверждения за счет анионных механизмов, которые инициируются в присутствии слабого основания, такого как адсорбированная влага на поверхности подложек. Эта реакция продолжается до тех пор, пока не будет остановлена ​​кислотой. Глубина инфильтрации может быть уменьшена, если модель не полностью высушена, так как реакции протекают ближе к поверхности, блокируют поры и препятствуют проникновению инфильтранта в объем материала [71].

В исследовании Karen Sander, посвященном деградации 3DP™-произведений, пропитанных эпоксидной смолой, пропитка была идентифицирована как алифатическая эпоксидная смола. Проведена ускоренная деградация эталонных образцов, приготовленных идентично художественному произведению, с использованием коммерческой эпоксидной смолы (LB Klar, смесь эпоксидного форполимера с полиаминовым отвердителем), и анализ показал прогрессирующее образование амидов. Пожелтение связывали с образованием хиноидных хромофоров [72].

Цветовые свойства и стойкость индивидуальных 3D-печатных образцов цвета, изготовленных на принтере ZCorp Z510 с порошком на основе гипса Zp131 и связующими Zb60 Cyan, Magenta и Yellow, были изучены Stanic et al. [24]. Были подготовлены три набора образцов: необработанные, обработанные цианоакрилатным инфильтратом (Belinka Kemostik, Словения) и обработанные двухкомпонентным эпоксидным инфильтратом (Selemix 7-410 и Selemix 9-011, Iridia, Италия/PPG Industries, Великобритания). Колориметрию использовали после фотодеградации в камере Xenotest Alpha в течение 72 ч в соответствии со стандартами испытаний на светостойкость [73–75] при 42 Вт м ⁻² , 300–400 нм, 35 ​​°C, температура черного стандарта 50 °C, относительная влажность 35 %.

Инфильтранты не только улучшают механические свойства, но и повышают насыщенность цвета. Инфильтрация цианоакрилатом способствовала более высоким значениям цветности и светлоты. Стабильность цвета варьировалась и, как было обнаружено, зависела от цвета связующего, используемого инфильтранта и процента покрытия краской. Как в инфильтрированных, так и в неинфильтрованных образцах пятна пурпурного цвета демонстрировали наибольшее общее изменение цвета, а в неинфильтрированных образцах за ними следовали желтые, а затем голубые. Обратное наблюдалось для инфильтрированных образцов с голубым, демонстрирующим большее изменение цвета, чем с желтым. Все образцы независимо от инфильтранта стали менее насыщенными и блеклыми. Все неокрашенные образцы, пропитанные и не пропитанные, пожелтели во время ускоренной деградации, но это изменение было наиболее выраженным в образцах, пропитанных эпоксидной смолой [24].

Экструзия материалов

Моделирование методом наплавления (FDM

Моделирование методом наплавления работает по принципу фазового перехода термопластичного материала (рис. 7). Термопластичная нить (диаметром 0,178 см) нагревается до полурасплавленного состояния и выдавливается с помощью сопла, перемещающегося по плоскости x – y , оставляя следы на рабочей платформе. Модель строится слоями по данным поперечного сечения. Опускание платформы в z направление на указанное расстояние позволяет наносить последующие слои. Расплавленный материал сплавляется с нижним слоем. Второе сопло выдавливает вспомогательный материал там, где это необходимо. Трассы могут быть настроены так, чтобы следовать заданным растровым ориентациям, и могут чередоваться между слоями. Такое наслоение в различных ориентациях придает деталям FDM ^® анизотропные свойства [76].

Наиболее часто используемыми материалами являются поли(молочная кислота) (PLA), полифенилсульфон (PPS), поликарбонат (PC), акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) и материалы, содержащие ABS, напр. Смесь PC-ABS и продается под торговыми марками ABSi™, PC-ISO, смола ASA ULTEM 1010.

Моделирование методом наплавления (FDM

Одним из наиболее часто используемых термопластичных полимеров в процессах FDM ^® является ABS. Его можно использовать на всех машинах Stratasys FDM ^® [25]. ABS представляет собой двухфазный материал, состоящий из каучукоподобного полибутадиена, заключенного в матрицу из стирола, сополимеризованного с акрилонитрилом, что придает конечному материалу его уникальные характеристики, такие как ударопрочность, термостойкость и химическая стойкость [25, 77].

Известно, что АБС обладает плохой стойкостью к фотоокислению из-за ненасыщенного эластомера полибутидина [38, 78, 79]. АБС также плохо сопротивляется циклической усталости [77].

Было проведено исследование анизотропных свойств объектов FDM ^® с использованием АБС, созданного на машине Stratasys FDM 1650 с волокнистым материалом ABS P400. Были исследованы ориентация растра, воздушный зазор, ширина валика, цвет и температура модели, а также были проведены испытания на растяжение и сжатие и сравнение с образцами, полученными литьем под давлением с использованием ABS P400. Было обнаружено, что воздушные зазоры между дорожками и ориентация растра значительно влияют на прочность на растяжение, в то время как другие параметры оказывают незначительное влияние [76].

Гуралла и Регалла обсудили влияние трех параметров обработки (плотность заполнения, горизонтальное и вертикальное направление) на размерную стабильность и прочность деталей, изготовленных методом FDM из АБС. Было обнаружено, что эффекты противоречивы, и необходимо было сделать выбор между оптимальной размерной стабильностью и прочностью, поскольку требовались различные параметры обработки [80].

PLA ​​представляет собой сополимер молочной и гликолевой кислот и полностью биоразлагаем при компостировании при температуре выше Т _г при 60 °C. PLA подвержен гидролитическому разложению, скорость которого зависит от таких факторов, как молекулярная структура, T и рН [81]. Гидролиз сопровождается реакциями окислительной деструкции и переэтерификации [82–84]. Вполне вероятно, что PLA будет представлять серьезную проблему сохранения из-за его нестабильности.

Выводы

Быстрое прототипирование привлекает художников и дизайнеров, и объекты становятся частью музейных коллекций. Кроме того, учреждения наследия используют быстрое прототипирование, чтобы по-новому взаимодействовать с общественностью, а реставраторы используют его для производства запасных частей. Ученые и хранители наследия имеют уникальную возможность взаимодействовать с художниками для сбора сведений об используемых материалах и технологиях, а также для получения информации о ранних технологиях до того, как они устареют.

Художники и дизайнеры, похоже, отдают предпочтение сохранению физической печати, а не цифровому файлу, что свидетельствует об эфемерности цифровой копии. Это также подчеркивает огромную проблему цифрового сохранения, а также важность сохранения физических произведений искусства. Благодаря этому обзору литературы стало ясно, что существуют значительные пробелы в характеристиках материалов для быстрого прототипирования и исследованиях по сохранению.

Из материалов, используемых в настоящее время в RP, включая керамику, металлы и полимеры, последние, вероятно, будут представлять наибольшую проблему для сохранения. Поэтому литература была проанализирована с особым вниманием к пяти технологиям, в которых полимеры используются в качестве базовых материалов: стереолитография, моделирование методом наплавления, 3D-печать, селективное лазерное спекание и полиструйная печать.

До сих пор большинство исследований было сосредоточено на механических свойствах материалов и изделий из РП. Основными проблемами были прочность на растяжение, ударопрочность и влияние кратковременного отверждения и старения на эти свойства. Влияние параметров здания было изучено для большинства технологий, и в нескольких исследованиях была отмечена анизотропия. Это может представлять собой важную проблему при сохранении, поскольку может привести к деформации в долгосрочной перспективе. Однако необходимо провести дополнительные исследования, чтобы понять, какую роль может играть анизотропия в деградации продуктов РП.

Ограниченное количество исследований было посвящено деградации в долгосрочной перспективе RP, одно касалось стереолитографии, а другое – стабильности цвета 3D-отпечатков. Результаты указывают на нестабильность базовых полимеров, а также добавок, таких как красители. В литературе существует значительный пробел в отношении природы красителей и пигментов, используемых в технологиях RP, и того, как они влияют на фотохимическую стабильность продуктов RP. Перед использованием в консервационных целях необходимо провести дополнительные исследования свойств материалов RP, в частности для выявления потенциальных рисков, связанных с прямым контактом между заменяемыми частями и историческим материалом, поскольку различия в свойствах расширения/сжатия или высвобождение пластификаторов или других компонентов RP могут повредить материал. оригинальный артефакт. Еще одним соображением является риск, связанный с повторными консервационными обработками, если объекты необходимо повторно посетить для удаления испорченных/обесцвеченных сменных частей.

Ассортимент процессов и материалов RP постоянно развивается и изменяется. Из-за спроса на низкоуглеродное производство системы, особенно «зеленые», могут стать обычным явлением. Однако было проведено очень мало исследований относительно возможности повторного использования материалов RP и влияния этого на долговременную стабильность конечного продукта. Поли(молочная) кислота приобрела популярность в FDM ^® и SLS ^® из-за ее биоразлагаемости, которая выгодна с точки зрения ее воздействия на окружающую среду, но это потенциально может привести к еще более сложным проблемам сохранения.

Несмотря на их кажущуюся эфемерность, быстрые прототипы следует рассматривать как проблему сохранения. Учитывая, что многие объекты индивидуально обрабатываются художниками в постобработке, может потребоваться разработка и применение неразрушающих или микродеструктивных методов исследования, чтобы их можно было использовать на самих объектах, например. микрофадеометрия для исследования стабильности цвета или методы микроиндентирования для исследования механических свойств. Наука о наследии должна не только наблюдать за производственной революцией, но и активно информировать о событиях, чтобы предотвратить кошмары сохранения в будущем.

Ссылки