Verkenning van additieve innovatie:3D-printen van heldere onderdelen met hars

Het landschap van additieve productie evolueert voortdurend, met name in de materiële ruimte - waar leveranciers hun output moeten verbeteren en aanpassen om aan de behoeften van de fabrikant te voldoen. Moderne 3D-printtechnologie heeft een scala aan additieve materialen waarmee ondoorzichtige, plasticachtige onderdelen kunnen worden gemaakt, maar als het gaat om het maken van transparante of doorschijnende onderdelen, kunnen materiaalkeuzes een grotere uitdaging zijn.

Er is geen tekort aan productieprojecten die enige mate van transparantie of doorschijnendheid nodig hebben en die daarom baat zouden hebben bij een duidelijke harsopbouwoptie. Lichtpijpen hebben bijvoorbeeld een brede toepassing in consumentenelektronica, tandheelkundige chirurgische apparatuur en microfluïdische apparaten - naast andere industriële eindtoepassingen. Evenzo kan heldere 3D-printhars worden gebruikt om een ​​reeks optische onderdelen te maken, waaronder lenzen, verlichtingsarmaturen en doorzichtige behuizingen. Gezien de mogelijke toepassingen is het logisch om te onderzoeken hoe heldere hars past in het additieve fabricageproces.

Kan ik doorzichtige plastic onderdelen 3D printen?

In de markt voor additieve productie bestaat de perceptie dat 3D-prints met heldere hars productie-uitdagingen vormen die andere materialen niet bieden, waaronder langere printtijden, vereisten voor arbeidsintensieve afwerkingsprocessen of eindproducten van lagere kwaliteit. Deze factoren hebben ervoor gezorgd dat heldere harsen de reputatie hebben onbetaalbaar te zijn en een beperkt aantal toepassingen te hebben.

Hoewel er bepaalde uitdagingen op het gebied van additieve productie bestaan, is het heel goed mogelijk om heldere of doorschijnende plastic onderdelen te maken met behulp van 3D-printtechnologie, met dezelfde snelheid, nauwkeurigheid en kostenefficiëntie als andere additieve materialen. In sommige gevallen kunnen heldere onderdelen afwerkingen en nabewerking vereisen om meer duidelijkheid te krijgen, maar deze overwegingen kunnen op dezelfde manier in het ontwerpproces worden meegenomen als de productie van ondoorzichtige onderdelen.

Met dat in gedachten, als u op zoek bent naar een hars die voldoet aan de helderheidseisen van uw project, laten we eens kijken naar enkele van de meest effectieve materialen en hun respectievelijke additieve productieprocessen.

Heldere 3D-printmaterialen van hars

IND 405 – Carbon® Digital Light Synthesis (DLS)™

LOCTITE 3D IND 405 is een heldere hars die door Carbon® is ontwikkeld voor het Digital Light Synthesis (DLS)™ 3D-printproces. Het is een eendelige hars, wat betekent dat het snel en gemakkelijk kan worden geprint. Eenmaal uitgehard, hebben IND 405-onderdelen een mat uiterlijk - na voldoende nabewerking is het mogelijk om die helderheid te verbeteren.

IND405 is ontwikkeld naar aanleiding van specifieke feedback van ingenieurs die een eenvoudig te printen 3D-printmateriaal wilden dat meer duurzaamheid en slagvastheid had dan zijn tegenhangers, maar dat een zekere mate van verbeterde duidelijkheid bood om de ontwerpflexibiliteit te vergroten. Met dat in gedachten is de IND405 sterk en robuust en handig voor toepassingen zoals vloeistofanalyseapparatuur, lensprototypes, doorzichtige behuizingen en omhulsels en chirurgische geleiders.

De mechanische specificaties van de IND405 omvatten:

• Treksterkte bij breuk:42 MPa
• Modulus Young:1500 MPa
• Verlenging bij falen:120%
• Slagsterkte — IZOD Inkeping:50 J/m
• Hittedoorbuigingstemperatuur bij 0,455 MPa:53 °C

CE 221 – Carbon® Digital Light Synthesis (DLS)™

Cyanate Ester (CE 221) is een andere door Carbon® ontwikkelde hars voor het additieve productieproces voor digitale lichtsynthese (DLS). Vergelijkbaar met 14% glasgevuld nylon 6, staat CE 221 bekend om zijn hoge temperatuurbestendigheid en stijfheid.

De belangrijkste eigenschappen van CE 221 zijn UV-bestendigheid, biocompatibiliteit en chemische bestendigheid tegen huishoudelijke en industriële chemicaliën, zuren, alcoholen en basen. CE221 is semi-transparant, met een oranje kleur.

De mechanische specificaties van CE 221 omvatten:

• Treksterkte bij breuk:85 MPa
• Modulus Young:3900 MPa
• Verlenging bij falen:3%
• Slagsterkte — IZOD Inkeping:15 J/m
• Hittedoorbuigingstemperatuur bij 0,455 MPa:230 °C

Heldere hars – Stereolithografie (SLA)

Clear is een hars ontwikkeld door Formlabs voor stereolithografie (SLA) 3D-printen, die onderdelen produceert met behulp van een fotopolymerisatieproces. Ideaal voor het maken van onderdelen die doorschijnendheid vereisen of die interne functionaliteit moeten laten zien. Clear resin wordt vaak gebruikt om optische componenten en verlichtingsonderdelen te maken.

Om een ​​verbeterde helderheid te verkrijgen, vereist Clear resin echter een aanzienlijke nabewerking. In de praktijk betekent dit handmatig schuren of polijsten van onderdelen of het aanbrengen van spraycoating of blanke lak.

De mechanische specificaties van Clear Resin omvatten:

• Treksterkte bij breuk:65 MPa
• Modulus Young:16 GPa
• Verlenging bij falen:6,2 %
• Slagsterkte — IZOD Inkeping:25 J/m
• Hittedoorbuigingstemperatuur @ 0,455 MPa/66 psi:73,1 °C

Hoge temperatuur – stereolithografie (SLA)

High Temp is een hars ontwikkeld voor het stereolithografieproces door Formlabs. Helder met een lichte oranje tint, onderscheidt het zich van andere heldere 3D-printharsen vanwege zijn sterkte en temperatuurbestendigheid:High Temp is bestand tegen temperaturen tot 238 °C met minimale belasting, en wordt daarom aanbevolen voor toepassingen zoals heldere behuizingen en armaturen, of hetelucht-, gas- en vloeistofstroomfuncties waar duidelijkheid een vereiste is.

Net als heldere hars vereist High Temp nabewerking om de helderheid te verbeteren. De mechanische specificaties omvatten:

• Treksterkte bij breuk:58,3 MPa
• Modulus Young:2,6 GPa
• Verlenging bij falen:13%
• Slagsterkte — IZOD Inkeping:18,2 J/m
• Hittedoorbuigingstemperatuur @ 0,455 MPa/66 psi:142 °C

Duurzaam – Stereolithografie (SLA)

Duurzaam is een hars die door Formlabs is ontwikkeld om bestand te zijn tegen schokken, slijtage en extreme vervorming voordat het breekt. Duurzaam is ideaal voor het maken van technische prototypen en is ook handig voor onderdelen die een lichte buigzaamheid vereisen of die oppervlakken met lage wrijving nodig hebben.

Duurzame hars is semi-transparant met een helderheid vergelijkbaar met matglas en kan worden geschuurd tot een gladde afwerking. De mechanische specificaties van duurzame hars omvatten:

• Treksterkte bij breuk:28 MPa
• Modulus Young:1000 MPa
• Verlenging bij falen:55%
• Slagsterkte — IZOD Inkeping:114 J/m
• Hittedoorbuigingstemperatuur @ 0,455 MPa/66 psi:41 °C

Elastisch – Stereolithografie (SLA)

De elastische hars van Formlabs is een transparant elastomeer materiaal dat een lage durometer, een hoge rek en een hoog energierendement biedt, wat betekent dat het goed buigt, uitrekt en samendrukt. Elastiek is een handig alternatief voor siliconen en is met name geschikt voor zacht aanvoelende onderdelen die flexibel, duurzaam en onbreekbaar moeten zijn.

Elastische hars wordt vaak gebruikt om medische modellen en prototypes te maken, met name patiëntspecifieke anatomische modellen. Het wordt ook gebruikt om wearables en consumptiegoederen te maken, en speciale effecten, modellen en rekwisieten.

De mechanische specificaties van elastische hars omvatten:

• Treksterkte bij breuk:3,23 MPa
• Modulus Young:–
• Verlenging bij falen:160%
• Inslagsterkte — IZOD Inkeping:–
• Hittedoorbuigingstemperatuur @ 0,455 MPa/66 psi:–

Duidelijke onderdelen:afwerking en nabewerking

Onderdelen vervaardigd in heldere hars bereiken mogelijk niet de gewenste optische transparantie totdat geschikte afwerkingen zijn aangebracht of totdat ze een nabewerking hebben ondergaan. De relevante afwerkingen en verwerkingsopties die worden gebruikt om transparantie te bereiken, bieden verschillende voordelen en uitdagingen.

Met dat in gedachten heeft Fast Radius een aantal technieken ontwikkeld om de helderheid van geprinte onderdelen te verbeteren, waaronder schuren en blanke lak. We voeren een analyse per geval uit om te bepalen welke technieken we moeten gebruiken voor een specifieke geometrie en we zullen met u samenwerken om het best mogelijke niveau van duidelijkheid te bereiken dat u voor uw onderdeel nodig heeft.

Als u meer wilt weten over de mogelijkheden van Fast Radius, of geïnteresseerd bent in het gebruik van heldere hars in uw volgende project, neem dan vandaag nog contact op met ons team.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?