3D-печать прозрачных пластиков: достижение кристально чистых деталей

Да! Можно 3D-печатать прозрачный пластик! Традиционные материалы прототипирования — глина, пена, ткань — доступны для 3D-печати. Но с полностью прозрачными материалами, которые сложно манипулировать, иначе.

Множество продуктов зависят от прозрачности — от смартфонов до кухонных утенсилий — для работы и уникального вида.

Мультиматериальная 3D-технология помогает создавать полупрозрачные и прозрачные детали.

Гайд даст информацию о прозрачных материалах, как 3D-печать работает с ними и возможные применения.

Так можно ли 3D-печатать прозрачный пластик?

На рынке много прозрачных филаментов для печати прозрачных объектов. 3D-печать прозрачного пластика возможна — не мираж, как многие думают.

Процесс печати слоями аддитивным методом делает прозрачность мутной из-за микрозазоров между слоями. Поэтому использование HT-филаментов (проверьте на Amazon) с переэкструзией при высокой температуре позволяет слоям сплавиться.

SLA-принтеры Formlabs Form 3 используют гибкую и прозрачную смолу. Опускание деталей в ванну с смолой создает прозрачные детали с гладкой поверхностью.

Применения: оптика, световоды, микрожидкостные устройства.

Как сделать 3D-печать прозрачной?

Прозрачная 3D-печать — печать пластиковой детали, через которую видно. Противоположность непрозрачным пластикам, через которые не видно.

Применение: от прозрачных ваз до оптических элементов (призмы), искусства, декора.

Что такое прозрачность?

Прозрачность — способность видеть сквозь объекты, определяется тем, как свет проходит через них. Стекло — классический пример прозрачного материала.

Непрозрачные материалы — противоположность: дерево, глина.

Прозрачные объекты

Если свет проходит без значительного перенаправления — объект кажется прозрачным. Примеры: стекло окна, линза очков.

Стекло — однородное и чистое, полностью прозрачное.

Прозрачный филамент

PLA из натурального кукурузного крахмала — изначально прозрачен. Но не ждите, что чистый PLA будет идеален. При печати выглядит желтовато.

Производители делают PLA прозрачным термопластиком через конденсационную полимеризацию для внедрения прозрачности. Процесс: металлический катализатор, лактидные химикаты, нагрев — выдает полностью кастомные прозрачные детали без желтизны.

Как 3D-печатать прозрачные материалы?

Чтобы 3D-печатать прозрачный материал ИЛИ 3D-модели, нужно внедрить свойства прозрачности в печатаемые объекты при запуске печати.

Некоторые пластиковые филаменты/материалы могут содержать тонированные прозрачные компоненты. Создание прозрачных объектов из них — сложно. Нужно копировать свойства прозрачности.

Для имитации качеств прозрачности:

• Используйте прозрачные пластиковые материалы
• Ограничьте/исключите введение пузырьков воздуха при печати
• Детали должны иметь гладкую поверхность в желаемых прозрачных зонах

3D-печать для оптимальной прозрачности

Часто сложные геометрии сильнее преломляют свет и становятся непрозрачными. Для прозрачных геометрий избегайте изогнутых дизайнов, перенаправляющих свет.

Использование прозрачного стекла для выдающихся деталей помогает свету проходить сквозь.

Технологии для создания прозрачных материалов

Несколько технологий позволяют создавать прозрачные 3D-модели. Нужно знать технологии, их эффективность и доступность перед выбором.

Это прототип или конечный продукт (пищевые емкости)? Индивидуальные технологии по-разному влияют на печать.

• FDM-технология

FDM печатает филаментами. Филамент нагревается, сопло экструдирует в форме модели слой за слоем. Обычно микрозазоры между слоями мешают прохождению света.

Слойные линии, ярче выраженные в FDM, вызывают преломление, мешающее прозрачности. Минимизация этих проблем через структурный дизайн и процессы дает отличные результаты.

Другая серьезная проблема прозрачной печати FDM — поиск оптимальных настроек. Часто приходится полагаться на пробу и ошибку для оптимальных настроек принтера.

Настройки для регулировки: температура экструзии материала, расход (flow rate), температура стола, скорость печати, толщина слоя, диаметр сопла.

• SLA-технология

Стереолитография (SLA) использует фотохимический процесс для производства более долговечных альтернативных деталей из фоторезина. SLA с фотополимерными материалами печатает очень тонкие слои — отличные результаты для прозрачной 3D-печати.

SLA дает отличные результаты с оптической прозрачностью. Лучше всего для визуальных применений, где нужна гладкая поверхность.

Но SLA-печати имеют поддержки, требующие удаления в пост-производстве, и процесс удаления гладких поверхностей объекта влияет на итоговый вид.

• PolyJet-технологии

Блог о PolyJet подтверждает: одна из новейших и продвинутых аддитивных технологий. Работает струйкой смолы на платформу. Смола сразу УФ-отверждается в желаемую форму слой за слоем.

Дает объекты с гладкими поверхностями и хорошими свойствами прозрачности.

Как печатать прозрачный PLA?

Значимой разницы между прозрачным и стандартным PLA может не быть. Секрет — в оптимальных настройках принтера для отличных печатей.

Прозрачный PLA дает образцовые 3D-модели благодаря уникальным свойствам тонких филаментов.

Оптимальные настройки для лучших результатов: более высокая температура хотэнда, большая высота слоя, низкое заполнение (infill). Обеспечивает хорошее плавление прозрачного материала, расстояние между слоями и пустоточность для оптимальной прозрачности.

Инструкции производителей

Следуйте инструкциям производителей для лучших результатов, особенно для настроек печати.

Например, Solutech, делающий уникальные прозрачные филаменты, заявляет: нагретый стол не нужен для прозрачного PLA. Далее: безапатная и безпузырная печать.

Как сделать печати прозрачными?

Может быть много проблем с мутными печатями или желтыми моделями после прозрачной 3D-печати. Много способов убрать несовершенства и низкое качество.

Для печати явных моделей минимизируйте УФ-освещение моделей. Под УФ свет печать желтеет.

Пост-обработка (Post-Processing)

Пост-обработка — действия с моделью после завершения печати. Иногда печати выходят с шершавыми концами, нужно улучшить качество шлифовкой или прозрачным покрытием.

Смоливое покрытие, спрей-покрытие, интенсивное шлифование грубых прототипов — лучшие для чистых смоливых 3D-печатей.

Можно печатать прозрачные смоливые модели известных брендов Anycubic и Elegoo, подбирая правильные настройки времени экспозиции и отверждения после печати.

Прозрачные материалы для 3D-печати

3D-печать может использовать много материалов для прозрачных объектов. Важно — тип 3D-печати и технология для каждой. Материалы могут отличаться, но иметь похожие механические свойства.

• Применение материалов

Прозрачные материалы 3D-печати охватывают множество применений: цветные прозрачности (чехлы телефонов), уникальные оптические приборы, мед-устройства, косметическая упаковка.

• PLA

PLA-филаменты в разных цветах и видах. Качества варьируются для оптимального выбора. Тенденция к прозрачным объектам с желтизной. Требует пост-обработки для улучшения качества.

• ABS

Как прозрачный филамент — всегда смешан с добавками для улучшения качества. Требует пост-обработки для улучшения 3D-модели.

• PMMA

Печатает прозрачнее большинства популярных 3D-филаментов, доступен в диапазоне цветов — дополнительное качество.

• PC (поликарбонат)

Поликарбонат (PC) — очень прозрачный 3D-филамент с глянцевым блеском.

• PETG

PETG — тоже очень прозрачный филамент с физическими свойствами, точно представляющими требования самых прозрачных 3D-применений.

• SLA

Один из самых популярных в прозрачной 3D-печати. Много опций — разные смолы дают разные уровни прозрачности. Часто пост-обработка улучшает качество печати.

Можно ли 3D-печатать прозрачный объект?

Да, печать прозрачного объекта вполне возможна! Для прозрачных печатей используйте филамент, способствующий сглаживанию.

Сглаживание растворителем: ABS и ацетон или полисмус-филамент. Используйте большую высоту слоя и проводите пост-обработку: спрей прозрачного покрытия или шлифовка печати.

Заключение

3D-технология эволюционирует, принося новые выгоды пользователям. Многообразные прозрачные 3D-печати — реальность. Реальное тестирование продуктов успешно — отличные новости для индустрии.

Статья дает точный гайд по множеству вопросов прозрачной 3D-печати и её применениям.