Transparant 3D-printen: wat zijn uw opties? (2021 Update)

Posted By Kat Plewa on Nov 27, 2019 |

Transparantie is gewild voor vele toepassingen en in een breed scala van industrieën: van de productie van lenzen voor optische engineering of medische doeleinden tot de fabricage van esthetisch aantrekkelijke omhulsels voor producten.

Met de recente sprongen die de additieve productietechnologie heeft gemaakt, wordt 3D-printen steeds vaker gebruikt om transparante objecten te produceren. In dit blogbericht behandelen we alles wat u moet weten over transparant 3D-printen, de beschikbare materiaal- en fabricagemogelijkheden en hoe u de uitdagingen kunt overwinnen die deze 3D-printtechniek met zich meebrengt, zodat u de meest transparante resultaten krijgt die mogelijk zijn.

Wat is transparant 3D-printen precies?

Transparant 3D-printen verwijst naar 3D-geprinte objecten met een verschillende mate van doorschijnendheid. De verkregen resultaten variëren van doorschijnend tot relatief transparant. Deze verscheidenheid in resultaten kan worden toegeschreven aan meerdere factoren, waaronder de aard van het 3D-model, het type 3D-printer gebruikt, 3D-printinstellingen, de keuze van het materiaal, en de post-productie behandeling.

Het is belangrijk om te begrijpen dat het bereiken van volledig transparante prints een uitdaging kan zijn, afhankelijk van de additieve productietechnologie en de gekozen printmaterialen.

Laten we nu eens kijken naar wat u kunt doen om de transparantie van uw 3D-print te maximaliseren vanaf de eerste stap; wanneer u uw stuk of onderdeel 3D-modelleren.

3D modelleren voor maximale transparantie

Wanneer het aankomt op het 3D model dat u wilt 3D printen, is het belangrijk om te onthouden dat complexere geometrieën de neiging hebben om licht meer te breken en minder waarschijnlijk zijn om zeer helder uit te pakken. Dit geldt met name voor gebogen ontwerpen, omdat krommingen het licht ombuigen.

Dat gezegd hebbende, om lichtbreking te minimaliseren, wordt het aanbevolen dat u uw voorwerp 3D modelleert met de dunste wanden mogelijk. Dikkere wanden zullen namelijk meer licht verspreiden en leiden tot een ondoorzichtiger uiterlijk wanneer het object eenmaal 3D-geprint is. Houd echter rekening met de ontwerprichtlijnen en de minimale wanddikte die de technologie vereist.

Welke 3D-printtechnologie is het beste voor uw project?

Kies de juiste 3D-methode afhankelijk van de aard van uw project. Werkt u aan een prototype? Of heeft u een volledig functioneel eindproduct nodig? Rekening houdend met het doel van uw 3D-geprinte object, moet u de gewenste technologie kiezen. Elk van de gepresenteerde technologieën zal uw productie op een andere manier ten goede komen. Laten we ze eens nader bekijken!

FDM

FDM 3D printing technologie is een van de meest bekende in de industrie. Het produceert uw 3D modellen met behulp van een filament. Het filament wordt verwarmd in de spuitmond en laag voor laag doorgespoten in de vorm van uw object.

Door de aard van het FDM printproces kunnen er zeer kleine spleten ontstaan tussen de lagen, wat er weer toe bijdraagt dat er minder licht door het oppervlak van het 3D geprinte object valt. Lagenlijnen, die ook meer zichtbaar zijn bij het gebruik van FDM 3D printers, verstrooien ook het licht. Het is deze lichtbreking die interfereert met transparantie en het minimaliseren ervan door het ontwerp- en productieproces kan het resultaat aanzienlijk verbeteren.

Daarnaast is het vinden van de optimale instellingen voor transparant printen met behulp van een FDM 3D printer een uitdagend proces, omdat u afhankelijk bent van trial and error om zowel de beste parameters voor uw machine als het gekozen materiaal uit te zoeken. Onder de instellingen, die u moet aanpassen voor zijn materiaal extrusie temperatuur en debiet, print bed temperatuur, printsnelheid, laagdikte, en nozzle diameter.

SLA

SLA of Stereolithografie maakt gebruik van fotochemische processen om uw onderdelen te produceren met polymeerharsen. Een sterk voordeel van dit 3D-printproces zijn de zeer dunne lagen, wat dus zeer goede resultaten oplevert voor transparant 3D-printen.

SLA heeft zeer bevredigende resultaten als het gaat om optische transparantie. Deze 3D-printmethode is het beste voor visuele toepassingen waarbij een gladde oppervlakteafwerking en een hoge mate van detail worden nagestreefd. Het is echter belangrijk op te merken dat SLA 3D-prints ondersteunende structuren hebben die in de post-productiefase moeten worden verwijderd en dit kan het uiteindelijke uiterlijk van uw object beïnvloeden.

Polyjet-technologie

Polyjet 3D-printen behoort tot de meest geavanceerde additieve productietechnologieën. Het werkt door hars op het bouwplatform te spuiten. De hars wordt onmiddellijk UV uitgehard in de vorm van uw 3D model, laag voor laag.

Het resulteert in zeer gladde oppervlakken en is daarom de methode om te nemen als u een hoge dimensionale nauwkeurigheid wilt verkrijgen. Het is zeer geschikt voor zowel tooling, visuele prototypes, en afgewerkte producten. Het is de technologie die het meest geschikt is voor gedetailleerde 3D prints.

De resultaten lijken sterk op spuitgieten, maar dan met alle voordelen die een additief productieproces zonder matrijs te bieden heeft. U kunt meer te weten komen over hoe de twee productiemethoden zich tot elkaar verhouden in onze blogpost over spuitgieten versus 3D-printen.

Transparante materialen voor 3D-printen

Als u eenmaal hebt besloten over de 3D-technologie, is de volgende stap om het juiste materiaal te kiezen. De materialen zijn verschillend voor diverse technologieën. Uw beslissing moet afhangen van het doel van uw 3D object en hoe het gebruikt gaat worden. Een prototype hoeft misschien niet 100% transparant te zijn, maar moet wel veel tests kunnen doorstaan. Een decoratief element hoeft echter niet zo sterk te zijn, maar moet wel esthetisch verantwoord zijn.

Transparante filamenten voor FDM 3D printing

Hoewel Fused Deposition Modeling (FDM) de breedste waaier aan materialen biedt om uit te kiezen dankzij de diversiteit aan beschikbare transparante filamenttypes, produceert het niet de gladste oppervlakken die op hun beurt het licht verstrooien en de transparantie verminderen.

Clear 3D printing filamenten zijn gemaakt van een diversiteit aan kunststoffen, waaronder de volgende:

Polylactic acid (PLA) filamenten vertegenwoordigen de meest gebruikte FDM 3D printing materiaal. Hun transparantie hangt sterk af van de kwaliteit ervan. PLA-filamenten hebben echter meestal een lichte gelige tint, omdat ze van natuurlijke grondstoffen zijn gemaakt, waardoor ze ook biologisch afbreekbaar zijn.

Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS) is doorschijnend in plaats van doorzichtig. Dit komt doordat het wordt gemengd met een additief om het doorzichtig te maken, wat het van nature niet is. Voor transparantere resultaten moet het na het drukken worden afgewerkt.

PMMA drukt vrij duidelijk wanneer vergeleken bij andere materialen en is beschikbaar in een waaier van kleuren.

Polycarbonaat (PC) is een helder maar duurzaam 3D printing filament met een glanzende glans.

Polyethyleentereftalaat glycol (PETG) is mogelijk het helderste 3D printing filament beschikbaar.

Transparante hars voor SLA

SLA 3D printing vereist het gebruik van hars. Er zijn vele merken transparante hars beschikbaar. De doorzichtige harsen zijn niet altijd volledig transparant voor post-productie maar slagen om optisch levensvatbare stukken te leveren. Objecten die in de hars worden gefabriceerd kunnen een blauwachtige tint hebben die meer opvalt bij stukken van 2 centimeter of meer dikte. Dit is afhankelijk van de gebruikte hars en SLA transparante hars kan ook worden gekleurd met de toevoeging van pigment.

Clear Resin

Polyjet technologie vertrouwt ook op de hars om stukjes te 3D printen. Deze fotogevoelige polymeervloeistof is een doorschijnende vloeistof die stolt met behulp van UV-licht en resulteert in bijzonder nauwkeurige en gladde oppervlakken. Het heeft een goede slagvastheid en het is sterk waardoor het ideaal is voor zowel prototypes als eindproducten. Polyjet hars kan worden gepolijst om het de meest transparante afwerking te geven.

Bij Sculpteo, bieden wij VeroClear Hars aan dat ideaal is voor zowel prototyping doeleinden als eindproducten. Zijn toepassingen strekken zich van het aanbieden van een bestendiger alternatief voor glaslenzen en lichtpijpen uit, tot het creëren van duidelijke dekking. VeroClear beschikt ook over waterbestendige en hittebestendige (tot 45 – 50°C) eigenschappen. De afwerkingen die wij bij Sculpteo aanbieden om ervoor te zorgen dat uw product zo transparant is als het maar zijn kan zijn Translucide en Transparant. Lees meer over de specifieke kenmerken van VeroClear hars en hoe het kan bijdragen aan uw projecten op de speciale materiaal pagina.

Post-productie

Er zijn vele post-productie behandelingen om de transparantie van 3D prints vervaardigd met behulp van min of meer heldere materialen te verbeteren. Deze omvatten schuren, hars dompelen, en spray en epoxy coating, alsmede damp gladmaken met aceton en polijsten (voor polyjet prints).

Bij het schuren van een 3D geprint stuk, wordt aanbevolen om de korrel van het gebruikte schuurpapier stapsgewijs te verhogen. Polyjet, SLA en FDM 3D prints kunnen allemaal geschuurd worden. Hoewel arbeidsintensief, kan deze methode leiden tot optisch transparante resultaten.

Spray en epoxy coating is ook geschikt voor zowel SLA als FDM 3D prints. Het is een zeer populaire behandeling, maar er zijn meestal meerdere toepassingen nodig.

Resin dipping is een nabehandelingsmethode die alleen voor SLA 3D prints wordt gebruikt. Het bestaat uit het onderdompelen van 3D-geprinte objecten in hars voordat ze worden verwijderd, zodat ze kunnen drogen. Het is alleen geschikt voor vlakke voorwerpen zoals lenzen. De resultaten zijn helder en zeer glad.

Bent u klaar om aan uw volgende transparante 3D-printproject te beginnen?

Zoals gedetailleerd in deze gids voor transparant 3D-printen, zijn er meerdere mogelijkheden beschikbaar om stukken van verschillende mate van transparantie te produceren. Met de juiste keuze van materiaal, optimale print instellingen en 3D model, evenals de beste technologie voor uw behoeften en een aantal post-processing kunt ook u uw optisch transparante object laten fabriceren.

Wilt u een transparant onderdeel produceren? Ontdek dan zeker Sculpteo’s online 3D print service; het is zo eenvoudig als het uploaden van uw STL files en het selecteren van ons VeroClear materiaal. U kunt ook contact met ons opnemen in geval van vragen.

Schrijf u in voor onze nieuwsbrief en volg ons op Facebook om het laatste 3D printing nieuws te ontvangen.