3D-печать прозрачных или полупрозрачных деталей:что вам нужно знать

Прозрачность, определяемая тем, сколько света проходит через объект, часто является желательным свойством деталей, напечатанных на 3D-принтере. Прозрачность важна для многих потребительских товаров, таких как упаковка косметики и кухонные принадлежности, а четкие хирургические шаблоны и медицинские модели помогают медицинским работникам выполнять свою работу безопасно и эффективно.

Вот что вам нужно знать о четкой 3D-печати, в том числе советы по обеспечению максимальной четкости, какие полупрозрачные материалы использовать, а также распространенные технологии 3D-печати.

Ключевые аспекты обеспечения максимальной прозрачности

Чтобы добиться прозрачности напечатанной на 3D-принтере детали, необходимо придерживаться следующих трех правил:

1. Используемый пластиковый материал должен быть прозрачным сам по себе.
2. Выбранный вами процесс 3D-печати должен предотвращать образование пузырьков воздуха в детали.
3. Желаемая прозрачная область должна иметь гладкую поверхность.

Соблюдение этих правил гарантирует, что ваша напечатанная на 3D-принтере деталь будет четкой, но дизайнеры и инженеры должны учитывать несколько дополнительных факторов, если они хотят добиться максимальной прозрачности.

Во-первых, сложные геометрические формы, особенно изогнутые конструкции, естественным образом преломляют больше света и с меньшей вероятностью будут четкими. Кроме того, более толстые стенки рассеивают больше света, чем тонкие, и поэтому после печати деталь может выглядеть более непрозрачной. Чтобы свести к минимуму преломление света и добиться максимальной прозрачности, создайте напечатанную на 3D-принтере деталь с простыми четкими линиями и максимально тонкими стенками.

Технологии прозрачных деталей, напечатанных на 3D-принтере

Прежде чем приступить к производству, вы должны решить, какой тип прозрачности вам нужен, что зависит от типа продукта, который вы создаете. Например, если вы делаете прозрачную вазу, вам нужна прозрачность только по осям X и Y или прозрачность по всей вазе. С другой стороны, если вы делаете плоское окно, вам нужна прозрачность только по оси Z. Для достижения полной прозрачности требуется прозрачность по всем осям.

Знание того, какие оси должны быть прозрачными, также поможет вам выбрать, какой процесс 3D-печати использовать. Наиболее распространенными технологиями, используемыми для печати прозрачных или полупрозрачных деталей, являются стереолитография (SLA), процесс Carbon Digital Light Synthesis Process™ (процесс DLS), моделирование методом наплавления (FDM) и PolyJet.

Соглашение об уровне обслуживания

SLA — это процесс 3D-печати, в котором используется фотополимеризация для создания высокодетализированных деталей из полимерных смол. Этот процесс печатает очень тонкими слоями, что делает его идеальным для прозрачной 3D-печати и достижения полной оптической прозрачности.

Кроме того, SLA хорошо известен тем, что обеспечивает гладкую поверхность. Тем не менее, разработчики продуктов должны знать, что 3D-печать SLA включает в себя вспомогательные структуры, которые необходимо будет удалить на этапе постобработки, что может повлиять на окончательный вид вашей детали.

Процесс Carbon DLS™

Процесс Carbon DLS представляет собой полимерный процесс на основе смолы, в котором свет и тепло используются для создания деталей с изотропными свойствами, сложной геометрией и превосходной отделкой поверхности. Компания DLS предлагает широкий ассортимент материалов, в том числе хирургический шаблон Whip Mix и LOCTITE 3D IND405, которые можно использовать для изготовления прозрачных деталей.

Как и SLA, процесс Carbon DLS обеспечивает исключительную чистоту поверхности. Для этого также требуются вспомогательные конструкции, которые необходимо удалить при постобработке.

FDM

Во время процесса FDM нагретое печатающее сопло плавит термопластический материал, а затем выдавливает его на заданную траекторию, слой за слоем открывая готовый продукт. FDM дает командам разработчиков возможность создавать большие полупрозрачные детали, но есть несколько ключевых ограничений, которые они должны учитывать. Например, из-за характера экструзии между слоями материала образуются очень маленькие зазоры, что уменьшает количество света, способного пройти через прозрачную напечатанную на 3D-принтере деталь.

Кроме того, несмотря на то, что с помощью FDM можно добиться прозрачности по осям X, Y и Z детали, это может быть очень сложно. Поиск оптимальных настроек для прозрачных материалов может занять несколько попыток. Вам нужно будет оптимизировать температуру экструзии материала и скорость потока, температуру печатного стола, скорость печати, диаметр сопла, толщину слоя и многое другое, чтобы разблокировать выигрышную комбинацию. Это может не быть проблемой для опытных инженеров, но команды с меньшим опытом могут рассмотреть возможность выбора более простого производственного процесса.

ПолиДжет

PolyJet — это передовая технология аддитивного производства, которая обеспечивает результаты, сравнимые с литьем под давлением, но со всеми преимуществами аддитивного производства. Во время этого процесса печатающая головка распыляет слой фотополимерной смолы на гелевую матрицу, а затем полимеризует смолу под действием ультрафиолетового света. Это позволяет получать невероятно гладкие слои материала с одинаково гладкой поверхностью. Как и SLA, PolyJet отлично подходит для создания детализированных деталей.

Распространенные полупрозрачные материалы для 3D-печати

Вот пять распространенных полупрозрачных пластиков и смол, используемых для создания прозрачных 3D-печатных деталей.

1. LOCTITE 3D IND405 :эта новая прозрачная смола от Carbon является прочной, полужесткой и одной из самых прозрачных материалов для 3D-печати на современном рынке. Этот материал идеально подходит для изготовления хирургических шаблонов, корпусов, приспособлений и приспособлений. Он достаточно прочен для широкого спектра вариантов использования и достаточно прозрачен, чтобы предоставить дизайнерам необходимую эстетическую гибкость.

1. Хирургический шаблон Whip Mix для углеродных принтеров :Хирургический шаблон Whip Mix, как следует из названия, является хорошим выбором для прозрачных хирургических шаблонов, поскольку он нецитотоксичен, не вызывает со временем химической гиперчувствительности и соответствует стандарту ISO 10993-1:2018 для использования в стоматологических или медицинских устройствах.
2. Полиэтилентерефталатгликоль (PETG) :PETG — это прочный, формуемый и ударопрочный филамент для 3D-печати, обеспечивающий превосходную прозрачность. Этот материал также предназначен для уменьшения термоокислительной деградации и минимизации пожелтения из-за ультрафиолетового излучения, что поможет сохранить кристальную чистоту напечатанной на 3D-принтере детали. Общие области применения – электрические вывески, ограждения машин и упаковка для пищевых продуктов.
3. Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) :ABS — это распространенный термопластичный полимер, используемый в бытовой технике, автозапчастях, трубной арматуре и даже игрушках LEGO. Несмотря на то, что этот материал полупрозрачный, а не прозрачный в исходной форме, вы можете добиться прозрачности с помощью постобработки и отделки.
4. Поликарбонат (ПК) :поликарбонат — это высокоэффективный инженерный термопластик, прочный, прочный и легко поддающийся термоформованию. Эта прозрачная нить для 3D-печати не только обеспечивает превосходную прозрачность, но и имеет глянцевый блеск.

Варианты постобработки и основные рекомендации для полупрозрачных деталей

Независимо от того, какой процесс 3D-печати или материал вы используете, ваша деталь должна пройти постобработку, чтобы действительно засиять. Ручная шлифовка и полировка являются одними из лучших вариантов для четких 3D-печатных деталей с простыми формами и небольшим количеством деталей, но очень сложно удалить все линии слоев только с помощью ручной обработки. Кроме того, ручная шлифовка может оставить микроцарапины на поверхности. Для достижения наилучших результатов отшлифуйте поверхность детали наждачной бумагой разной зернистости и отполируйте ее акриловым чистящим средством и тканью из микрофибры — это похоже на процесс, используемый для изготовления полированных металлических деталей.

Напыление — это простой способ улучшить четкость без уменьшения деталей, что делает его идеальным для деталей со сложными деталями. Простое нанесение прозрачного аэрозольного покрытия скроет линии слоев, но также может вызвать пожелтение. Чтобы получить гладкую стекловидную поверхность, подготовьте деталь, вручную отшлифовав поверхность перед нанесением покрытия распылением.

Чтобы добиться максимально четкой отделки при постобработке, нанесите полимерное покрытие. Этот подход работает только на плоских или почти плоских поверхностях, но это идеальный выбор, когда вам нужны полностью прозрачные детали. Погружение в смолу также можно использовать для создания более гладкой поверхности деталей, напечатанных методом FDM или PolyJet. Вязкая вата заполняет любые царапины на детали и образует абсолютно гладкую поверхность.

Добейтесь кристально четких результатов с помощью Fast Radius

Много подготовительной работы уходит на 3D-печать полупрозрачных или прозрачных деталей. Вы должны определить, какой тип прозрачности требуется для вашего приложения, выбрать наиболее подходящую прозрачную смолу, выбрать процесс 3D-печати, который позволит просвечивать большему количеству света, и завершить деталь с помощью наилучшего процесса отделки. Опытный партнер-производитель может оптимизировать процесс разработки продукта от концепции до поставки.

Когда дело доходит до выбора опытного партнера-производителя, Fast Radius — очевидный выбор. Наша команда опытных инженеров, дизайнеров и технологов имеет доступ к новейшим технологиям и отраслевым знаниям. Мы избавим вас от стресса, связанного с разработкой продукта, помогая вам оптимизировать ваши проекты, быстро создавать прототипы, выбирать доступные материалы, эффективно производить и выполнять ваши заказы по конкурентоспособной цене и в кратчайшие сроки. Поднимите свои четкие 3D-печатные детали на новый уровень с Fast Radius. Свяжитесь с нами сегодня — давайте сделаем что-то невероятное.

Чтобы узнать больше о 3D-печати, ознакомьтесь с нашими статьями о текстурировании деталей, напечатанных на 3D-принтере, дизайне продуктов с помощью решеток, напечатанных на 3D-принтере, и многом другом в центре ресурсов Fast Radius.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату