Czy kiedykolwiek chciałeś wydrukować 3D przezroczystą część? Nie szukaj dalej, ponieważ omówimy kilka różnych metod uzyskania przezroczystego drukowania 3D!
Co to jest?
Jak można się domyślać, przezroczysty druk 3D drukuje plastikową część, którą można przejrzeć. Zastosowania tej techniki różnią się od przezroczystych wazonów po elementy optyczne, takie jak pryzmaty, dzieła sztuki lub elementy dekoracyjne. Chociaż wydaje się to proste (kup przezroczysty filament i wydrukuj go), rzeczywistość jest nieco bardziej skomplikowana. Zanim przejdziemy do metod, musimy dowiedzieć się czegoś na temat nauki, która sprawia, że coś jest przezroczyste: Co to jest przezroczystość?
Przezroczystość , czyli zdolność widzenia przez obiekt, jest kontrolowana przez to, jak światło przez niego przechodzi. Jeśli światło przechodzi przez obiekt bez znaczącego przekierowania (tj. Przez szybę), obiekt będzie wyglądał na przezroczysty. W szkle materiał jest jednorodny i przejrzysty, co oznacza, że można go łatwo przejrzeć. Aby naśladować tę właściwość w drukowanym obiekcie 3D, musimy przestrzegać następujących zasad:
- Na początek tworzywo sztuczne musi być przezroczyste
- Drukowanie musi ograniczać wprowadzanie pęcherzyków powietrza do części
- Część powinna mieć gładką powierzchnię w pożądanym przezroczystym obszarze
Trochę … Wyjaśnienie
Aby uzyskać przezroczysty druk 3D, musisz zdecydować, jaki rodzaj przezroczystości chcesz uzyskać.
Czy potrzebujesz przezroczystości prostopadłej do osi Z, w płaszczyźnie XY, czy pełnej przezroczystości? Aby stworzyć przezroczysty wazon, najprawdopodobniej potrzebujesz przejrzystości tylko w osiach X i Y (w poprzek). Do wykonania płaskiego okna potrzebujesz przezroczystości tylko przez oś Z. Aby uzyskać pełną przezroczystość, potrzebujesz przejrzystości we wszystkich osiach.
Dodatkowym czynnikiem jest to, że większość drukowanych obiektów 3D nie jest całkowicie płaska. Drukowanie 3D przezroczystej płaskiej części jest łatwiejsze niż drukowanie przezroczystej zakrzywionej części, ponieważ krzywa przekierowuje światło.
Oczywiście, jeśli interesuje Cię uzyskanie przezroczystości bez konieczności samodzielnego wykonywania całego zamieszania, zawsze możesz skorzystać z profesjonalnej usługi drukowania 3D.
Przezroczystość w osi Z (FDM)
FennecLabs stworzył metodę drukowania przezroczystych soczewek 3D przy użyciu standardowej drukarki 3D FDM. Kluczem do osiągnięcia tego celu są następujące kroki:
- Najwyższa temperatura dyszy (w tym przypadku 255 ° C) w zakresie filamentu (zapewniająca stopienie plastiku)
- 100% wypełnienia
- Przepływ powyżej 100% (w tym przypadku 108%)
- Szybkość drukowania o połowę mniejsza niż zwykle (w tym przypadku około 20–30 mm / s)
- Wentylator / chłodzenie wydruku wyłączone
- Podwyższona temperatura platformy roboczej, aby zapewnić utrwalenie na spodzie wydruku (w tym przypadku 100 ° C)
Wydrukowana część będzie wyglądać jak na powyższym obrazku, a na części pozostanie trochę nadmiernego plastiku. Nie stanowi to problemu, ponieważ można go usunąć podczas przetwarzania końcowego, odcinając go nożem rzemieślniczym. Po usunięciu część należy przeszlifować papierem ściernym o ziarnistości od 400 do 4000, aż część stanie się przezroczysta. W przypadku wydrukowania na szkle spód nie będzie musiał być przeszlifowany, ponieważ będzie już wygładzony.
Przezroczystość w osi X i Y (FDM)
Osiągnięcie przezroczystości w osiach X i Y wymaga dużych wysokości warstw w zależności od zastosowanego rozmiaru dyszy. Większe, bardziej sferyczne warstwy mają tendencję do załamywania mniejszej ilości światła, co prowadzi do bardziej przezroczystego wydruku 3D. Zasadniczo drukowanie na 70–90% średnicy dyszy daje bardziej przejrzyste wydruki . Ogólnie rzecz biorąc, następujące ustawienia mogą poprawić przejrzystość tej techniki:
- Drukuj wolniej (25–30% normalnej prędkości drukowania)
- Drukuj grubsze warstwy za pomocą większej dyszy
- Drukuj przy 70–90% średnicy dyszy, aby uzyskać strukturę załamującą mniej światła
Po wydrukowaniu części nie jest wymagane dalsze przetwarzanie. Ta technika jest używana do wydruków w trybie wazonów i wydruków jednowarstwowych, które nie załamują znacznie światła przechodzącego przez nie.
Pełna przejrzystość (FDM)
Aby uzyskać pełną przezroczystość, konieczne jest wykończenie powierzchni w celu wygładzenia powierzchni w celu utworzenia przezroczystego wydruku 3D. Istnieją dwie oddzielne metody osiągnięcia tego celu.
Metoda nr 1
Pierwsza metoda polega na użyciu rozpuszczalnika do wygładzenia wydruku w celu usunięcia wyglądu linii warstw. Na przykład filament PolySmooth , typ filamentu zaprojektowany specjalnie dla modeli, które mają być przezroczyste, można wygładzić za pomocą etanolu. Etanol rozpyla się na wydruk i pozostawia do wyschnięcia. Po kilku ponownych zastosowaniach część stanie się przezroczysta, ale część może stracić stabilność wymiarową w wyniku nałożenia rozpuszczalnika na wydruk.
Ponadto całkowite wyschnięcie zajmuje dużo czasu (dni). Wreszcie, w ten sposób można używać tylko filamentu PolySmooth. Inne formy wykończenia rozpuszczalnikiem mają tendencję do parowania innych tworzyw sztucznych, takich jak wygładzanie acetonem na przezroczystym ABS.
Metoda nr 2
Inna metoda polega na powlekaniu nadruku za pomocą XTC 3D lub natryskowej powłoki poliuretanowej . Powłoki te nakłada się kilka razy, aż powierzchnia wydruku stanie się gładka i przezroczysta. Jest to podobne do malowania obiektu; podobnie jak metoda z użyciem rozpuszczalnika, może jednak zmieniać wymiary części.
Obie te metody działają poprzez wygładzenie powierzchni wydruku, aż część stanie się przezroczysta. Jedyną różnicą jest to, czy materiał jest dodawany czy usuwany.
Bonus: pełna przejrzystość (SLA)
Formlabs jest pionierem metody wykonywania przezroczystych wydruków 3D przy użyciu technologii SLA. Zwykle po wydrukowaniu optycznie przezroczystej żywicy, powstały wydruk jest nieco przezroczysty, jednak nie do końca przezroczysty, jak pokazano na rysunku.
Ale może stać się jeszcze lepszy: proces uzyskiwania optycznie przezroczystych wydruków polega na zanurzeniu powstałego wydruku w żywicy po jego wydrukowaniu. Wygładza wszelkie niedoskonałości powierzchni i czyni ją przezroczystą. Po wyschnięciu części żywica jest utwardzana za pomocą standardowej lampy UV. Jak widać na rysunku, ta metoda działa bardzo dobrze i daje całkiem wyraźne wyniki, ponieważ wewnętrzna wnęka wydruku zwykle nie zawiera powietrza w druku SLA.
Ogólnie rzecz biorąc, ta metoda zapewnia najlepszą przejrzystość optyczną spośród wszystkich technik. Formlabs był w stanie nawet wykonać w pełni drukowaną kamerę 3D przy użyciu tej techniki.
Źródło obrazu funkcji: taulman3d.com
