Transparentny druk 3D: jakie są Twoje opcje? (2021 Update)

Posted By Kat Plewa on Nov 27, 2019 |

Przejrzystość jest poszukiwana do wielu zastosowań i w wielu branżach: od produkcji soczewek dla inżynierii optycznej lub celów medycznych, po wytwarzanie estetycznych obudów dla produktów.

Wraz z ostatnimi skokami, jakie poczyniła technologia produkcji addytywnej, druk 3D jest coraz częściej wykorzystywany do produkcji przezroczystych obiektów. W tym wpisie na blogu, zajmiemy się wszystkim co musisz wiedzieć o przezroczystym druku 3D, dostępnych materiałach i opcjach produkcyjnych oraz jak pokonać wyzwania związane z tą techniką druku 3D, aby uzyskać jak najbardziej przezroczyste rezultaty.

Czym dokładnie jest transparentny druk 3D?

Transparentny druk 3D odnosi się do drukowanych 3D obiektów o różnym stopniu przezroczystości. Uzyskane rezultaty wahają się od półprzezroczystych do względnie przezroczystych. Ta różnorodność wyników może być przypisana do wielu czynników, w tym natury modelu 3D, typu używanej drukarki 3D, ustawień drukowania 3D, wyboru materiału i obróbki poprodukcyjnej.

Ważne jest, aby zrozumieć, że osiągnięcie w pełni przezroczystych wydruków może być wyzwaniem w zależności od technologii produkcji przyrostowej i wybranych materiałów drukarskich.

Teraz spójrzmy na to, co możesz zrobić, aby zmaksymalizować przejrzystość swojego wydruku 3D od pierwszego kroku; kiedy modelujesz 3D swój kawałek lub część.

Modelowanie 3D dla maksymalnej przejrzystości

Jeśli chodzi o model 3D, który chcesz wydrukować 3D, ważne jest, aby pamiętać, że bardziej złożone geometrie mają tendencję do załamywania światła bardziej i są mniej prawdopodobne, aby okazać się bardzo jasne. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku zakrzywionych projektów, ponieważ krzywe przekierowują światło.

To powiedziawszy, aby zminimalizować załamanie światła, zaleca się modelowanie 3D obiektu z jak najcieńszymi ścianami. To dlatego, że grubsze ściany będą rozpraszać więcej światła i prowadzić do bardziej nieprzejrzysty wygląd po obiekt jest drukowany 3D. Należy jednak pamiętać o wytycznych projektowych i minimalnej grubości ścianek wymaganych przez daną technologię.

Która technologia druku 3D jest najlepsza dla Twojego projektu?

Wybierz odpowiednią metodę 3D w zależności od charakteru Twojego projektu. Czy pracujesz nad prototypem? A może potrzebujesz w pełni funkcjonalnego produktu końcowego? Biorąc pod uwagę przeznaczenie Twojego obiektu drukowanego 3D, powinieneś wybrać odpowiednią technologię. Każda z prezentowanych technologii przyniesie korzyści Twojej produkcji w inny sposób. Przyjrzyjmy się bliżej!

FDM

Technologia druku 3D FDM jest jedną z najbardziej znanych w branży. Produkuje Twoje modele 3D przy użyciu filamentu. Filament jest podgrzewany w dyszy i wtryskiwany w kształt Twojego obiektu, warstwa po warstwie.

Dzięki naturze procesu druku FDM, bardzo małe szczeliny mogą tworzyć się pomiędzy warstwami, co z kolei przyczynia się do mniejszej ilości światła przechodzącego przez powierzchnię drukowanego obiektu 3D. Linie warstw, które również mają tendencję do bycia bardziej widocznymi przy użyciu drukarek 3D FDM, również rozpraszają światło. To właśnie ta refrakcja światła zakłóca przejrzystość i minimalizowanie jej poprzez proces projektowania i produkcji może znacząco poprawić wynik.

Więcej, znalezienie optymalnych ustawień dla przezroczystego drukowania przy użyciu drukarki 3D FDM jest trudnym procesem, ponieważ polegasz na próbach i błędach, aby dowiedzieć się zarówno najlepszych parametrów dla Twojej maszyny i wybranego materiału. Wśród ustawień, które musisz dostosować są temperatura wytłaczania materiału i szybkość przepływu, temperatura łoża, prędkość drukowania, grubość warstwy i średnica dyszy.

SLA

SLA lub Stereolitografia wykorzystuje procesy fotochemiczne do produkcji Twoich części z żywic polimerowych. Mocną zaletą tego procesu druku 3D są bardzo cienkie warstwy, co daje bardzo dobre wyniki w druku 3D z przezroczystości.

SLA ma bardzo zadowalające wyniki, jeśli chodzi o przejrzystość optyczną. Ta metoda druku 3D jest najlepsza do zastosowań wizualnych, gdzie poszukiwane jest gładkie wykończenie powierzchni i wysoki poziom szczegółowości. Należy jednak pamiętać, że wydruki 3D SLA mają struktury wspierające, które wymagają usunięcia w fazie poprodukcyjnej, co może mieć wpływ na ostateczny wygląd obiektu.

Technologia Polyjet

Polyjetowy druk 3D jest jedną z najbardziej zaawansowanych technologii wytwarzania addytywnego. Działa on poprzez wyrzut żywicy na platformę do budowania. Żywica jest natychmiast utwardzana promieniami UV w kształcie Twojego modelu 3D, warstwa po warstwie.

Wynikiem są bardzo gładkie powierzchnie i dlatego jest to metoda, którą należy przyjąć, jeśli chcesz uzyskać wysoką dokładność wymiarową. Dobrze nadaje się zarówno do oprzyrządowania, wizualnych prototypów, jak i gotowych produktów. Jest to technologia najlepiej nadająca się do szczegółowych wydruków 3D.

Wyniki ściśle przypominają formowanie wtryskowe, ale z wszystkimi zaletami procesu wytwarzania addytywnego, który nie wymaga formy ma do zaoferowania. Możesz dowiedzieć się więcej o porównaniu tych dwóch metod produkcji w naszym wpisie na blogu Formowanie wtryskowe vs druk 3D.

Transparentne materiały do druku 3D

Gdy już zdecydowałeś się na technologię 3D, następnym krokiem jest wybór odpowiedniego materiału. Materiały są różne dla różnych technologii. Twoja decyzja powinna zależeć od przeznaczenia Twojego obiektu 3D i tego jak będzie on używany. Prototyp może nie musi być w 100% przezroczysty, ale musi wytrzymać wiele testów. Natomiast element dekoracyjny nie musi prezentować tak dużej wytrzymałości, ale musi być estetyczny.

Przezroczyste filamenty do druku 3D w technologii FDM

Ale chociaż Fused Deposition Modeling (FDM) zapewnia najszerszy zakres materiałów do wyboru dzięki różnorodności dostępnych typów przezroczystych filamentów, nie wytwarza najgładszych powierzchni, co z kolei rozprasza światło i zmniejsza przezroczystość.

Przezroczyste filamenty do druku 3D są wykonane z różnych tworzyw sztucznych, w tym następujących:

Kwas polimlekowy (PLA) jest najczęściej używanym materiałem do druku 3D w technologii FDM. Ich przejrzystość zależy w dużej mierze od jego jakości. Jednakże, filamenty PLA zazwyczaj mają lekki żółtawy odcień, ponieważ są wykonane z naturalnego surowca, co sprawia, że ulegają biodegradacji.

Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) jest raczej półprzezroczysty niż przezroczysty. Dzieje się tak dlatego, że jest on mieszany z dodatkiem, aby uczynić go przezroczystym, którym naturalnie nie jest. Wymaga on wykończenia po wydrukowaniu, aby uzyskać bardziej przezroczyste rezultaty.

PMMA drukuje raczej wyraźnie w porównaniu do innych materiałów i jest dostępny w wielu kolorach.

Poliwęglan (PC) jest przezroczystym, ale trwałym filamentem do druku 3D z błyszczącym połyskiem.

Glikol politereftalanu etylenu (PETG) jest prawdopodobnie najbardziej przezroczystym filamentem do druku 3D dostępnym na rynku.

Przezroczysta żywica do SLA

Druk 3D SLA wymaga użycia żywicy. Dostępnych jest wiele marek przezroczystych żywic. Przezroczyste żywice nie zawsze są całkowicie przezroczyste przed postprodukcją, ale udaje im się dostarczyć optycznie wykonalne elementy. Obiekty wytwarzane w żywicy mogą mieć niebieskawy odcień, który jest bardziej widoczny w elementach o grubości 2 centymetrów lub większej. Zależy to od użytej żywicy, a przezroczysta żywica SLA może być również zabarwiona przez dodanie pigmentu.

Clear Resin

Technologia Polyjet również opiera się na żywicy do drukowania 3D. Ta światłoczuła ciecz polimerowa jest półprzezroczystym płynem, który zestala się pod wpływem światła UV i daje szczególnie dokładne i gładkie powierzchnie. Ma dobrą odporność na uderzenia i jest mocna, co czyni ją idealną zarówno dla prototypów, jak i produktów końcowych. Żywica Polyjet może być polerowana w celu nadania jej najbardziej przejrzystego wykończenia.

W Sculpteo oferujemy żywicę VeroClear, która jest idealna zarówno do celów prototypowych, jak i do produktów końcowych. Jej zastosowania sięgają od oferowania bardziej odpornej alternatywy dla szklanych soczewek i rur świetlnych, po tworzenie przezroczystych pokryw. VeroClear posiada również właściwości wodoodporne i termoodporne (do 45 – 50°C). Wykończenia, które oferujemy w Sculpteo, aby upewnić się, że Twój produkt jest tak przezroczysty, jak to tylko możliwe, to Translucide i Transparent. Dowiedz się więcej o specyfice żywicy VeroClear i o tym, jak może ona przynieść korzyści Twoim projektom na stronie poświęconej materiałom.

Postprodukcja

Istnieje wiele zabiegów poprodukcyjnych poprawiających przejrzystość wydruków 3D wykonanych przy użyciu mniej lub bardziej przezroczystych materiałów. Obejmują one piaskowanie, zanurzanie w żywicy, powlekanie natryskowe i epoksydowe, jak również wygładzanie parą przy użyciu acetonu i polerowanie (dla wydruków polyjetowych).

Podczas szlifowania wydrukowanego elementu 3D, zalecane jest stopniowe zwiększanie ziarnistości używanego papieru ściernego. Wydruki 3D z Polyjet, SLA i FDM mogą być szlifowane. Chociaż pracochłonna, metoda ta może prowadzić do optycznie przezroczystych rezultatów.

Powlekanie natryskowe i epoksydowe jest również odpowiednie zarówno dla wydruków 3D SLA jak i FDM. Jest to bardzo popularny zabieg, ale zazwyczaj wymagane są wielokrotne aplikacje.

Zanurzanie w żywicy jest metodą obróbki końcowej stosowaną tylko dla wydruków 3D SLA. Polega ona na zanurzeniu wydrukowanych obiektów 3D w żywicy przed ich usunięciem, aby mogły wyschnąć. Nadaje się tylko dla płaskich obiektów, takich jak soczewki. Rezultaty są wyraźne i bardzo gładkie.

Czy jesteś gotowy, aby rozpocząć swój kolejny transparentny projekt druku 3D?

Jak wyszczególniono w tym przewodniku po przezroczystym druku 3D, istnieje wiele dostępnych możliwości wytwarzania elementów o różnym stopniu przezroczystości. Z właściwym wyborem materiału, optymalnymi ustawieniami druku i modelu 3D, jak również z najlepszą technologią dla Twoich potrzeb i odrobiną post-processingu, Ty również możesz mieć swój optycznie przezroczysty obiekt.

Chcesz wyprodukować przezroczystą część? Zapoznaj się z usługą druku 3D online Sculpteo; jest to tak proste, jak załadowanie plików STL i wybranie naszego materiału VeroClear. Możesz również skontaktować się z nami w przypadku jakichkolwiek pytań.

Zapisz się do naszego Newslettera i śledź nas na Facebooku, aby otrzymywać najnowsze wiadomości z zakresu druku 3D!

.