3D-печать прозрачных изделий: полное руководство

Анна Смирнова
Анна Смирнова
18 мая, 2024 (обновлено 20 мая, 2024) 1714

С каждым днем технологии 3D-печати шагают вперед, открывая новые возможности для производства всевозможных изделий. Одной из визитных карточек современной 3D-печати является создание прозрачных объектов, которые находят широкое применение в различных сферах – от промышленного дизайна до медицины.

В этом руководстве мы погрузимся в детали выбора материалов, технологий печати и методов постобработки для достижения максимальной прозрачности и качества изделий.

Содержание:

Как выбрать материал для 3D-печати прозрачных изделий?

Различия между пластиком и прозрачной смолой

Выбор между пластиком и прозрачной смолой зачастую определяется особенностями конечного продукта. Пластиковые филаменты легко поддаются 3D-печати слой за слоем и могут демонстрировать определенную степень прозрачности при тонком слоении.

Тем не менее, для достижения по-настоящему четкой и ясной прозрачности идеально подходят фотополимерные смолы, используемые в SLA-принтерах (стереолитография), которые позволяют получить гладкую поверхность без видимых линий слоев.

Параметры настройки 3D-принтера для максимальной прозрачности

Достигнуть высокой прозрачности напечатанных объектов также можно за счет правильной настройки 3D принтера. Важными параметрами являются температура сопла, скорость печати и толщина слоя. Чем тоньше слой, тем гладкой и прозрачной получится поверхность.

Однако это также увеличивает время печати. Высокая температура и медленная скорость печати позволяют PETG и некоторым сортам PLA пластика достигать лучшей светопроницаемости.

Влияние цвета и типа материала на прозрачность объекта

Прозрачность напечатанной детали напрямую зависит от материала и его цвета. Бесцветные смолы и филаменты обеспечивают наивысшую прозрачность, в то время как добавление цвета может значительно снизить светопроницаемость.

Для определенных задач может быть выбран материал с небольшой окраской для дополнительного артистического или функционального эффекта, однако это потребует компромисса в чистоте прозрачности.

Основные технологии 3D-печати для создания прозрачных изделий

Фотополимеризация против FDM: что лучше для печати прозрачных объектов?

Технологии SLA/DLP/LCD и FDM (моделирование посредством наплавления) предлагают различные подходы к 3D-печати, каждый со своими преимуществами.

Фотополимеризация использует засвет жидкой смолы лазером, ультрафиолетовой лампой или светом от ЖК-экрана, обеспечивая высокую точность и позволяя достичь идеально гладкой поверхности без видимых линий слоев, что идеально подходит для печати прозрачных материалов.

FDM 3D-принтеры, использующие твердый пластиковый филамент, хоть и доступнее и проще в обращении, обычно не могут предложить такую же степень прозрачности из-за более заметной линии слоев и потребности в более тщательной постобработке.

Только очень небольшой диапазон пластиков поддерживает прозрачность, а необходимость в адгезии (слипании) слоев серьезно снижает оптическую прозрачность готового изделия.

В целом, из пластиков невозможно создать изделие с прозрачностью хотя бы близкой к стеклянной, такой, чтобы можно было разглядеть очертания предмета внутри или уровень жидкости.

Фотополимерные смолы позволяют достичь такого уровня прозрачности. Максимум прозрачных пластиков - светопроницаемость.

Преимущества использования 3D-печати смолой для прозрачных изделий

Использование фотополимерных смол для 3D-печати прозрачных изделий предлагает множество преимуществ. Прежде всего, это возможность создания объектов с высокой оптической четкостью и прозрачностью.

Фотополимер типа clear resin, разработанные компаниями вроде Formlabs, Harz Labs или Gorky Liquid, разработаны специально для таких задач. Они позволяют производить детали со сложными геометриями, внутренними полостями и тонкими стенками, при этом сохраняя высокую прозрачность и гладкость поверхности.

Зачастую, прозрачные смолы для фотополимерной печати специализированы и предназначены для стоматологических задач, однако, встречаются и декоративные смолы, но их уровень чистоты и прозрачности не такой высокий, как у стоматологических.

Новейшие разработки в области технологий 3D-печати для прозрачных материалов

Научные исследования и разработки в области 3D печати непрерывно приводят к появлению новых материалов и усовершенствованию существующих технологий.

К примеру, современные PMMA и подобные смолы (поли(метилметакрилат)) и улучшенные акриловые полимеры предлагают улучшенные оптические свойства и устойчивость к пожелтению из-за воздействия ультрафиолета, расширяя возможности для создания высокопрозрачных 3D-печатных изделий.

Тонкости постобработки напечатанных на 3D-принтере прозрачных изделий

Полировка vs шлифовка: что выбрать для идеальной гладкости?

Для достижения максимально гладкой и прозрачной поверхности напечатанных изделий, постобработка является критически важным этапом. Шлифование используется для удаления видимых слоев и шероховатости, и для этого достаточно иногда шкурки или наждачной бумаги.

Но для истинной чистоты и прозрачности необходима полировка. Использование специализированных растворителей или полировка в ручном режиме позволяет достичь зеркальной гладкости и прозрачности, особенно для изделий из смолы.

Применение растворителей для улучшения прозрачности изделий

Растворители играют важную роль в постобработке 3D-печатных прозрачных изделий. Методы покрытия распылением или погружением в растворители могут растворить поверхностные слои, сглаживая шероховатости и улучшая прозрачность.

Однако следует обратить внимание на выбор растворителя, который должен быть совместимым с материалом изделия и не привести к его повреждению. Самым популярным и доступным для обработки пластиковых изделий стал изопропиловый спирт.

Методы окрашивания прозрачных 3D-печатных изделий

Прозрачные 3D-печатные изделия могут быть окрашены для достижения уникальных визуальных эффектов. Использование прозрачных красителей позволяет изменить цвет изделия, сохраняя при этом его светопроницаемость.

Однако нужно тщательно подбирать методы и материалы для окрашивания, чтобы не потерять первоначальные оптические свойства напечатанной детали.

Применение прозрачных 3D-печатных объектов в разных областях

Создание прототипов оптических устройств и линз

3D-печать находит широкое применение в производстве прототипов оптических устройств: линз, светодиодов и других компонентов, требующих высокой степени прозрачности.

Благодаря возможности точного воспроизведения деталей и сложных форм, 3D-печать позволяет быстро и экономично создавать прототипы для тестирования и демонстрации. Очень важно готовые прозрачные изделия правильно обработать: отшлифовать и отполировать.

Производство научных и художественных инсталляций

Прозрачные 3D-печатные объекты идеально подходят для создания научных и художественных инсталляций, где важны как форма, так и игра света. Возможность создавать сложные, тонкостенные геометрии и эффекты светопреломления открывает бесконечные возможности для дизайнеров и художников.

Современное использование в ювелирной промышленности и дизайне

В ювелирной промышленности и дизайне прозрачные 3D-печатные изделия используются для создания уникальных дизайнерских украшений, аксессуаров и элементов интерьера. С помощью 3д-печати обеспечивается высокая точность и возможность воплощения сложнейших идей для дизайнеров и ювелиров.

Решение типичных проблем при 3D-печати прозрачных изделий

Как избежать появления пузырьков в смоле во время печати?

Пузырьки в смоле – распространенная проблема, которая может испортить прозрачность изделия. Для их предотвращения важно тщательно перемешать смолу перед печатью, избегая интенсивного воздействия, которое могло бы ввести воздух. Также полезно поддерживать стабильную температуру в комнате, где осуществляется печать, чтобы минимизировать риск образования пузырьков.

Дополнительно можно упомянуть несколько дополнительных советов и рекомендаций:

  1. Использование разогретой смолы: Нагрев смолы до определенной температуры (согласно инструкциям производителя) может уменьшить вязкость и облегчить выход пузырьков воздуха на поверхность до затвердевания.
  2. Вакуумирование смолы: Если имеется доступ к вакуумной камере, вакуумирование смешанных компонентов смолы перед заливкой может значительно снизить количество воздушных пузырьков, поскольку вакуум помогает вытянуть воздух из смеси.
  3. Аккуратная заливка: Заливка смолы тонкой струей с большой высоты или по краям формы может помочь воздушным пузырькам выйти из смолы до того, как она затвердеет.

Регулировка температуры и скорости печати для предотвращения деформации

Деформация – еще одна распространенная проблема при 3D-печати. Правильная настройка температуры печати и скорости может помочь предотвратить эту проблему.

Низкая температура и высокая скорость печати могут вызвать недостаточную адгезию между слоями, в то время как высокая температура и медленная скорость способствуют лучшей адгезии и минимизации деформации.

Деформация действительно является значительной проблемой в 3D-печати, особенно когда речь идет о печати больших объектов или объектов с тонкими, выступающими частями. Этот процесс может существенно нарушить точность и качество печати.

Основные советы по предотвращению деформации при 3D-печати:

  1. Температурные настройки: Убедитесь, что температура экструдера и платформы оптимально подобраны под конкретный материал. Например, PLA обычно требует более низкой температуры печати и платформы, чем ABS, который нуждается в более высокой температуре для предотвращения деформации.
  2. Скорость печати: Необходимый баланс между скоростью и качеством печати. Быстрая печать может снизить время изготовления, но это также может привести к плохой адгезии и деформации. Медленная печать улучшает адгезию слоев, но увеличивает время печати.
  3. Использование рафта и бримов: Рафт (подложка под печатаемый объект) и бримы (расширение краев объекта) могут помочь улучшить адгезию к платформе и предотвратить деформацию.

Методы борьбы с потускнением и царапинами на поверхности изделий

Потускнение и царапины на поверхности прозрачных 3D-печатных изделий могут значительно ухудшить визуальное восприятие. Регулярное использование мягких средств для чистки, а также защитные покрытия могут помочь защитить изделия от царапин. Кроме того, применение антистатических спреев может уменьшить налипание пыли, сохраняя прозрачность и блеск напечатанных объектов.

Эта информация оказалась полезной?

Да Нет

Оставить комментарий

Москва, W Plaza, Варшавское ш., 1с2, офис A102 Москва, Россия 8 (800) 700-25-96
Сравнение Избранное Корзина