Transparent 3D-utskrift: vilka är dina alternativ? (Uppdatering 2021)

Postat av Kat Plewa den Nov 27, 2019 |

Transparens är eftertraktat för många tillämpningar och i ett brett spektrum av branscher: från produktion av linser för optisk teknik eller medicinska ändamål till tillverkning av estetiskt tilltalande höljen för produkter.

Med de senaste språng som tekniken för additiv tillverkning har gjort används 3D-utskrift allt oftare för att tillverka genomskinliga föremål. I det här blogginlägget tar vi upp allt du behöver veta om transparent 3D-utskrift, vilka material- och tillverkningsalternativ som finns tillgängliga och hur du övervinner de utmaningar som är förknippade med den här 3D-utskriftstekniken för att du ska få ett så transparent resultat som möjligt.

Vad exakt är transparent 3D-utskrift?

Transparent 3D-utskrift avser 3D-utskrivna objekt med olika grader av genomskinlighet. De resultat som erhålls varierar från genomskinliga till relativt genomskinliga. Denna mångfald i resultaten kan tillskrivas flera faktorer, bland annat 3D-modellens beskaffenhet, den typ av 3D-skrivare som används, 3D-utskriftsinställningarna, valet av material och behandlingen efter produktionen.

Det är viktigt att förstå att det kan vara en utmaning att uppnå helt genomskinliga utskrifter beroende på den additiva tillverkningstekniken och de utskriftsmaterial som väljs.

Nu ska vi titta på vad du kan göra för att maximera genomskinligheten hos din 3D-utskrift från första steget; när du 3D-modellerar ditt stycke eller din del.

3D-modellering för maximal transparens

När det gäller 3D-modellen som du vill 3D-skriva är det viktigt att komma ihåg att mer komplexa geometrier tenderar att bryta ljuset mer och det är mindre troligt att de blir väldigt tydliga. Detta gäller särskilt för böjda konstruktioner eftersom kurvor omdirigerar ljuset.

För att minimera ljusbrytningen rekommenderas det att du 3D-modellerar ditt objekt med så tunna väggar som möjligt. Detta eftersom tjockare väggar kommer att sprida mer ljus och leda till ett mer ogenomskinligt utseende när objektet väl är 3D-utskrivet. Tänk dock på designriktlinjerna och den minsta väggtjocklek som tekniken kräver.

Vilken 3D-utskriftsteknik är bäst för ditt projekt?

Välj rätt 3D-metod beroende på projektets karaktär. Arbetar du med en prototyp? Eller behöver du en fullt fungerande slutprodukt? Med tanke på syftet med ditt 3D-utskrivna objekt bör du välja önskad teknik. Var och en av de presenterade teknikerna kommer att gynna din produktion på olika sätt. Låt oss ta en närmare titt!

FDM

FDM 3D-utskriftsteknik är en av de mest kända i branschen. Den producerar dina 3D-modeller med hjälp av ett filament. Filamentet värms upp i munstycket och sprutas igenom i form av ditt objekt, lager för lager.

På grund av FDM-utskriftsprocessens natur kan mycket små luckor bildas mellan lagren, vilket i sin tur bidrar till att mindre ljus passerar genom ytan på det 3D-utskrivna objektet. Skiktlinjer som också tenderar att bli mer synliga vid användning av FDM 3D-skrivare sprider också ljuset. Det är denna ljusbrytning som stör transparensen och att minimera den genom konstruktions- och produktionsprocessen kan avsevärt förbättra resultatet.

Fleraktligen är det en utmanande process att hitta de optimala inställningarna för transparent utskrift med hjälp av en FDM 3D-skrivare, eftersom du är beroende av försök och misstag för att ta reda på både de bästa parametrarna för din maskin och ditt valda material. Bland de inställningar som du måste justera är materialets extruderingstemperatur och flödeshastighet, utskriftsbäddens temperatur, utskriftshastighet, skikthöjdens tjocklek och munstyckesdiameter.

SLA

SLA eller stereolitografi använder fotokemiska processer för att producera dina delar med polymerhartser. En stark fördel med denna 3D-utskriftsprocess är mycket tunna lager, vilket därför ger mycket bra resultat för transparent 3D-utskrift.

SLA har mycket tillfredsställande resultat när det gäller optisk transparens. Denna 3D-utskriftsmetod är bäst för visuella tillämpningar där man eftersträvar en jämn ytfinish och hög detaljrikedom. Det är dock viktigt att notera att SLA 3D-utskrifter har stödstrukturer som måste avlägsnas i efterproduktionsfasen, vilket kan påverka det slutliga utseendet på ditt objekt.

Polyjet-teknik

Polyjet-3D-utskrift är bland de mest avancerade additiva tillverkningsteknikerna. Den fungerar genom att harts sprutas ut på byggplattformen. Hartset UV-härdas omedelbart i form av din 3D-modell, lager för lager.

Det resulterar i mycket släta ytor och är därför den metod du ska använda om du vill uppnå hög dimensionell noggrannhet. Den lämpar sig väl för både verktyg, visuella prototyper och färdiga produkter. Det är den teknik som lämpar sig bäst för detaljerade 3D-utskrifter.

Resultatet påminner mycket om formsprutning men med alla de fördelar som en additiv tillverkningsprocess som inte kräver en form har att erbjuda. Du kan läsa mer om hur de två tillverkningsmetoderna står sig i jämförelse i vårt blogginlägg om formsprutning vs 3D-utskrift.

Transparenta material för 3D-utskrift

När du har bestämt dig för 3D-tekniken är nästa steg att välja rätt material. Materialen är olika för olika tekniker. Ditt beslut bör bero på syftet med ditt 3D-objekt och hur det kommer att användas. En prototyp behöver kanske inte vara 100 % genomskinlig men måste tåla många tester. Ett dekorativt element behöver däremot inte presentera så mycket styrka men måste vara estetiskt tilltalande.

Transparenta filament för FDM 3D-utskrift

Och även om FDM (Fused Deposition Modeling) ger det bredaste utbudet av material att välja mellan tack vare mångfalden av transparenta filamenttyper som finns tillgängliga, ger det inte de jämnaste ytorna, vilket i sin tur sprider ljus och minskar transparensen.

Tydliga 3D-utskriftsfilament tillverkas av en mängd olika plaster, bland annat följande:

Filament av polymjölksyra (PLA) utgör det vanligaste FDM 3D-utskriftsmaterialet. Deras transparens beror i hög grad på dess kvalitet. PLA-filament har dock vanligtvis en lätt gulaktig nyans eftersom de tillverkas av naturliga råvaror, vilket också gör dem biologiskt nedbrytbara.

Akrylnitrilbutadienstyren (ABS) är genomskinligt snarare än transparent. Detta beror på att det blandas med en tillsats för att göra det genomskinligt, vilket det inte är naturligt. Det kräver efterbehandling efter tryckning för att få ett mer genomskinligt resultat.

PMMA skrivs ut ganska tydligt jämfört med andra material och finns i en rad olika färger.

Polycarbonat (PC) är ett klart men hållbart filament för 3D-utskrift med en glansig glans.

Polyetentereftalatglykol (PETG) är möjligen det tydligaste 3D-utskriftsfilamentet som finns tillgängligt.

Transparent harts för SLA

SLA 3D-utskrift kräver användning av harts. Det finns många märken av transparent harts tillgängliga. Genomskinliga hartser är inte alltid helt genomskinliga före efterproduktion men lyckas leverera optiskt gångbara bitar. Föremål som tillverkas i harts kan ha en blåaktig nyans som är mer framträdande i bitar som har en tjocklek på 2 centimeter eller mer. Detta beror på det harts som används och SLA-transparent harts kan också färgas genom tillsats av pigment.

Tydligt harts

Polyjet-tekniken förlitar sig också på harts för att 3D-skriva ut bitar. Denna ljuskänsliga polymervätska utgör en genomskinlig vätska som stelnar med hjälp av UV-ljus och resulterar i särskilt exakta och släta ytor. Den har god slagtålighet och är stark vilket gör den idealisk för både prototyper och slutprodukter. Polyjetharts kan poleras för att ge den den mest genomskinliga finishen.

På Sculpteo erbjuder vi VeroClear Resin som är idealisk för både prototyper och slutprodukter. Dess användningsområden sträcker sig från att erbjuda ett mer motståndskraftigt alternativ till glaslinser och ljusrör till att skapa tydliga skydd. VeroClear har också vattenbeständiga och värmebeständiga (upp till 45-50 °C) egenskaper. De ytbehandlingar som vi på Sculpteo erbjuder för att se till att din produkt är så genomskinlig som möjligt är Translucide och Transparent. Ta reda på mer om de specifika egenskaperna hos VeroClear Resin och hur det kan gynna dina projekt på den dedikerade materialsidan.

Postproduktion

Det finns många behandlingar efter produktionen för att förbättra transparensen hos 3D-utskrifter som tillverkats med mer eller mindre genomskinliga material. Dessa inkluderar slipning, hartsdoppning och spray- och epoxibeläggning samt ångutjämning med aceton och polering (för polyjetutskrifter).

När man slipar ett 3D-utskrivet verk rekommenderas det att öka kornstorleken på det använda sandpappret stegvis. 3D-utskrifter från polyjet, SLA och FDM kan alla slipas. Även om det är arbetsintensivt kan denna metod leda till optiskt transparenta resultat.

Spray- och epoxibeläggning är också lämplig för både SLA- och FDM 3D-utskrifter. Det är en mycket populär behandling, men det krävs vanligtvis flera tillämpningar.

Hartsdoppning är en efterbehandlingsmetod som endast används för SLA 3D-utskrifter. Den består av att 3D-utskrivna objekt sänks ner i harts innan de avlägsnas så att de kan torka. Den är endast lämplig för platta objekt som t.ex. linser. Resultaten är klara och mycket jämna.

Är du redo att starta ditt nästa transparenta 3D-utskriftsprojekt?

Som beskrivs i den här guiden om transparent 3D-utskrift finns det flera möjligheter att producera objekt med olika grader av transparens. Med rätt val av material, optimala utskriftsinställningar och 3D-modell samt den bästa tekniken för dina behov och viss efterbehandling kan du också få ditt optiskt transparenta objekt tillverkat.

Vill du tillverka en genomskinlig del? Se till att utforska Sculpteos 3D-utskriftstjänst online; det är lika enkelt som att ladda upp dina STL-filer och välja vårt VeroClear-material. Du kan också kontakta oss om du har några frågor.

Prenumerera på vårt nyhetsbrev och följ oss på Facebook för att få de senaste 3D-utskriftsnyheterna!