Helder & Translucent 3D-Printen Meesteren: Stunende Transparantie in Consumenten- & Medische Onderdelen Bereiken

Transparantie, bepaald door hoeveel licht door een object passeert, is vaak een wenselijke eigenschap in 3D-geprinte onderdelen. Transparantie is essentieel voor veel consumentengoederen, zoals cosmetica verpakkingen en keukenproducten, terwijl heldere chirurgische gidsen en medische modellen gezondheidszorgprofessionals helpen hun werk veilig en effectief te doen.

Hier is wat u moet weten over helder 3D-printen, inclusief tips voor het maximaliseren van helderheid, welke translucente materialen te gebruiken, en veelvoorkomende 3D-printtechnologieën.

Belangrijke overwegingen voor het maximaliseren van transparantie

Om transparantie in een 3D-geprint onderdeel te bereiken, moet u de volgende drie regels volgen:

1. Het plasticmateriaal dat u gebruikt moet van nature transparant zijn.
2. Het 3D-printproces dat u selecteert moet luchtbellen vorming in het onderdeel voorkomen.

Het volgen van deze regels zorgt ervoor dat uw 3D-geprinte onderdeel helder uitkomt, maar ontwerpers en ingenieurs zouden een paar extra factoren in gedachten moeten houden als ze transparantie willen maximaliseren.

Eerst, complexe geometrieën – met name gebogen ontwerpen – breken van nature meer licht en zijn minder geneigd helder uit te komen. Ook, dikke muren spreiden meer licht dan dunne muren, en kunnen een onderdeel er dus meer opaak laten lijken als het geprint is. Om lichtbreking te minimaliseren en transparantie te maximaliseren, ontwerp uw 3D-geprinte onderdeel met simpele, schone lijnen en de dunste muren mogelijk.

Technologieën voor heldere 3D-geprinte onderdelen

Voordat u met productie begint, moet u beslissen welk type transparantie u wilt, wat afhankelijk is van het type product dat u creëert. Bijvoorbeeld, als u een transparante vaas maakt, hebt u alleen transparantie in de X- en Y-assen of transparantie door de vaas heen nodig. Als u een plat raam maakt, aan de andere kant, hebt u alleen transparantie op de Z-as nodig. Volledige transparantie bereiken vereist transparantie over alle assen.

Weten welke assen transparant moeten zijn helpt u ook bij het kiezen welk 3D-printproces te gebruiken. De meest voorkomende technologieën die gebruikt worden voor het printen van heldere of translucente onderdelen zijn stereolithografie (SLA), het Carbon Digital Light Synthesis Proces™ (DLS proces), fused deposition modeling (FDM) en PolyJet.

SLA

SLA is een 3D-printproces dat fotopolymerisatie gebruikt om hoog gedetailleerde onderdelen te creëren uit polymere harsen. Dit proces print in erg dunne lagen, wat het ideaal maakt voor transparant 3D-printen en het bereiken van complete optische transparantie.

Ook is SLA goed bekend om het produceren van gladde oppervlakteafwerkingen. Echter, productteams zouden moeten weten dat SLA 3D-prints ondersteuningsstructuren omvatten die in nabewerking verwijderd moeten worden, wat de uiteindelijke uiterlijk van uw onderdeel kan beïnvloeden.

Het Carbon DLS™ Proces

Het Carbon DLS proces is een hars-gebaseerd polymere proces dat licht en warmte gebruikt om onderdelen te creëren met isotrope eigenschappen, complexe geometrieën en uitstekende oppervlakteafwerkingen. DLS biedt een breed scala aan materialen, waaronder Whip Mix Surgical Guide en LOCTITE 3D IND405, beide kunnen gebruikt worden om transparante onderdelen te produceren.

Net als SLA, produceert het Carbon DLS proces uitzonderlijke oppervlakteafwerkingen. Het vereist ook ondersteuningsstructuren die in nabewerking verwijderd moeten worden.

FDM

Tijdens het FDM-proces smelt een verwarmde printdus thermoplastisch materiaal en extrudeert het op een ingesteld gereedschappad, waarbij een afgerond product laag voor laag onthuld wordt. FDM geeft productteams de vrijheid om grote translucente onderdelen te creëren, maar er zijn een paar belangrijke beperkingen die ze in overweging moeten nemen. Bijvoorbeeld, door de aard van extrusie, zullen erg kleine gaten vormen tussen de lagen van materiaal, wat de hoeveelheid licht die door het heldere 3D-geprinte onderdeel kan passeren vermindert.

Ook, hoewel het bereiken van transparantie op de X-, Y- en Z-assen van een onderdeel mogelijk is met FDM, kan het erg uitdagend zijn. Het vinden van de optimale instellingen voor heldere materialen kan diverse pogingen kosten. U moet de materiaalextrusietemperatuur en stroomsnelheid, printbedtemperatuur, printsnelheid, duisdiameter, laagdikte en meer optimaliseren om de winnende combinatie ontgrendelen. Dit mag geen probleem zijn voor ervaren ingenieurs, maar teams met minder ervaring zouden een simpeler productieproces kunnen overwegen.

PolyJet

PolyJet is een geavanceerde additieve productietechnologie die resultaten biedt vergelijkbaar met spruitgieten, maar met alle voordelen van additieve productie. Tijdens dit proces spuit een printkop een laag fotopolymerhars in een gelmatrix en hardt de hars vervolgens onder een ultraviolet licht. Dit produceert ongelooflijk gladde lagen materiaal met even gladde oppervlakteafwerkingen. Net als SLA, is PolyJet uitstekend voor het creëren van hoog gedetailleerde onderdelen.

Veelvoorkomende 3D-print translucente materialen

Hier zijn vijf veelvoorkomende translucente kunststoffen en harsen gebruikt om heldere 3D-geprinte onderdelen te creëren.

1. LOCTITE 3D IND405: Deze nieuwe, heldere hars van Carbon is zacht, semi-rigide en een van de meest transparante 3D-printmaterialen op de markt vandaag. Ideaal voor chirurgische gidsen, behuizingen en hulpmiddelen en spanoorden, is dit materiaal sterk genoeg voor een brede verscheidenheid aan use-cases en helder genoeg om ontwerpers de esthetische flexibiliteit te geven die ze nodig hebben.
2. Whip Mix Surgical Guide voor Carbon Printers: Zoals de naam suggereert, is Whip Mix Surgical Guide een goede keuze voor transparante chirurgische gidsen omdat het non-cytotoxisch is, geen chemische overgevoeligheid over tijd zal veroorzaken, en voldoet aan ISO 10993-1:2018 voor gebruik in tandheelkundige of medische hulpmiddelen.
3. Polyethyleentereftalaatglycol (PETG): PETG is een zacht, vormbaar en impactbestendig 3D-printfilament dat uitstekende helderheid biedt. Dit materiaal is ook ontworpen om thermo-oxidatieve degradatie te verminderen en vergeling door ultraviolette licht te minimaliseren, wat helpt uw 3D-geprinte onderdeel kristalhelder te houden. Veelvoorkomende toepassingen omvatten elektrische reclame, machinebeschermingen en voedselverpakking.
4. Acrylonitril Butadieen Styreen (ABS): ABS is een veelvoorkomende thermoplastische polymer gevonden in huishoudelijke apparaten, auto-onderdelen, buitenaansluitingen en zelfs LEGO speelgoed. Hoewel dit materiaal translucent is in plaats van transparant in zijn initiële vorm, kunt u transparantie bereiken door nabewerking en afwerking.
5. Polycarbonaat (PC): Polycarbonaat is een hoogpresterende engineering thermoplast die zacht, sterk en gemakkelijk thermogevormd is. Naast het bieden van uitstekende helderheid, heeft dit heldere 3D-printfilament ook een glanzende glans.

Nabewerkingsopties en belangrijke overwegingen voor translucente onderdelen

Ongeacht welk 3D-printproces of materiaal u gebruikt, moet uw onderdeel door nabewerking gaan om echt te schitteren. Handmatig schuren en polijsten is onder de beste opties voor heldere 3D-geprinte onderdelen met simpele vormen en weinig details, maar het is erg moeilijk om alle lagenlijnen door enkel handmatige afwerking te verwijderen. Ook kan handmatig schuren micro-krassen op het oppervlak achterlaten. Voor de beste resultaten, gladde het oppervlak van het onderdeel met een reeks incrementele schuurpapierkorrels en polijst het met een acrylaatreiniger en een microvezeldoek – dit is vergelijkbaar met het proces dat gebruikt wordt om hooggepolijste metalen onderdelen te maken.

Spray coating is een gemakkelijke manier om helderheid te verbeteren zonder detail te reduceren, wat het ideaal maakt voor onderdelen met complexe details. Het simpelweg aanbrengen van een heldere spray coating zal lagenlijnen verbergen – maar het kan ook vergeling veroorzaken. Voor een gladde, glasachtige afwerking, bereid het onderdeel voor door het oppervlak handmatig te schuren voordat u de spray coating aanbrengt.

Om de helderste mogelijke afwerking in nabewerking te bereiken, breng een harscoating aan. Deze benadering werkt alleen op platte of bijna platte oppervlakken, maar het is de ideale keuze voor wanneer u volledig transparante onderdelen nodig hebt. Hars dippen kan ook gebruikt worden om een gladder oppervlak te creëren voor FDM- of PolyJet-geprinte onderdelen. De viskeuze hars vult eventuele krassen in het onderdeel en vormt een volledig glad oppervlak.

Kristalheldere resultaten bereiken met Fast Radius

Er gaat veel voorbereidingswerk in 3D-printen van translucente of transparante onderdelen. U moet bepalen welk type transparantie uw toepassing vereist, de best passende heldere hars selecteren, een 3D-printproces kiezen dat het meest licht doorlaat, en het onderdeel afronden met het beste afwerkingsproces. Een ervaren productiepartner kan het productontwikkelproces van concept tot levering optimaliseren.

Wanneer het gaat om het selecteren van een ervaren productiepartner, is Fast Radius de heldere keuze. Ons team van ervaren ingenieurs, ontwerpers en technologen heeft toegang tot de nieuwste technologieën en industriekennis. Laat ons de stress uit productontwikkeling halen door u te helpen uw ontwerpen te stroomlijnen, snel te prototypen, betaalbare materialen te selecteren, efficiënt te produceren en uw orders te vervullen tegen een competitief prijspunt en tijdlijn. Breng uw heldere 3D-geprinte onderdelen naar het volgende niveau met Fast Radius. Neem vandaag nog contact met ons op – laten we iets ongelooflijks maken.

Voor meer 3D-print inzichten bekijk onze artikelen over textureren van 3D-geprinte onderdelen, productontwerp met 3D-geprinte roosters, en meer in het Fast Radius kenniscentrum.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?

Start uw offerte