Wie man transparente und durchscheinende Teile herstellt

Klare Teile und Prototypen haben eine große Vielfalt an Anwendungen. Glücklicherweise sind sie auch relativ einfach herzustellen, da Ihnen eine große Auswahl an Materialien und Prototyping-Technologien zur Verfügung steht.

Dieser Artikel geht auf die Grundlagen transparenter und durchscheinender Teile ein:Warum Sie sie benötigen könnten, welche Materialien Sie verwenden können, welche Fertigungstechnologien verfügbar sind und andere Überlegungen wie das Polieren und Tönen Ihrer durchsichtigen Teile.

Warum transparente und durchscheinende Teile verwenden?

Produktdesigner können aus einer Reihe von Gründen transparente Teile wünschen. Schauen Sie sich um und Sie werden wahrscheinlich mindestens ein durchsichtiges oder durchscheinendes künstliches Objekt sehen, sei es ein Glasfenster, ein durchsichtiger Behälter, ein Plastikbecher oder ein Stück Lebensmittelverpackung.

Im Allgemeinen gibt es jedoch drei (manchmal sich überschneidende) Gründe, klare Teile zu erstellen, und wir werden sie hier erläutern.

Denken Sie an diese Transparenz bedeutet völlig klar, sodass man genau sehen kann, was sich hinter dem Material verbirgt, dabei durchscheinend bedeutet teilweise klar, so dass man Licht durch das Material kommen sieht oder eine unscharfe Darstellung dessen, was sich hinter dem Material befindet.

• Sichtbarkeit :Da sind zum einen jene Teile, die aus funktionalen Gründen klar gestaltet sind, damit der Mensch durch sie hindurchsehen kann. Dazu gehören Dinge wie Fenster, Brillen, Lebensmittelbehälter, Ausweishüllen und Plastikboxen für Büromaterial . Teile dieser Kategorie sind normalerweise vollständig transparent:Sie sind so konzipiert, dass Menschen genau sehen können, was sich hinter dem durchsichtigen Material befindet.
• Licht :Zweitens haben wir die Kategorie der Teile, die aus funktionellen Gründen, die nicht mit dem menschlichen Sehvermögen zusammenhängen, gereinigt werden müssen. Dazu gehören alle Objekte, bei denen Licht aus mechanischen oder praktischen Gründen durch das durchsichtige Material dringen muss. Beispiele hierfür sind Sonnenkollektorfenster, Gewächshäuser und Terrarien. Artikel wie Taschenlampen- und Stirnlampenabdeckungen , obwohl sie sich auf das menschliche Sehvermögen beziehen, können hier ebenfalls berücksichtigt werden, da der Zweck des transparenten Kunststoffabschnitts darin besteht, Licht herauszulassen, und nicht, das Innere des Teils zu enthüllen.
• Ästhetik :Drittens gibt es transparente oder transluzente Teile, deren Klarheit rein ästhetischen Gründen dient. Menschen können durch das Teil hindurchsehen oder Licht dahinter kommen sehen, aber dies dient keinem praktischen Zweck. Zu diesen durchsichtigen Teilen gehören durchsichtige Videospiel- und Computerhardware, Spielzeug, Plastikarmbanduhren, Musikinstrumente aus Acryl, Designertaschen und einige Werkzeug-/Utensiliengriffe.

Welche Materialien sind verfügbar?

Mehrere Materialien können verwendet werden, um transparente oder durchscheinende Teile herzustellen. Diese variieren je nach verwendetem Herstellungsverfahren.

Prozess	Material	Vorteile	Nachteile
SLA	Klares Harz	Zeit- und kosteneffizient Hohe Auflösung	Sehr schwach und spröde Hilfsmaterial erforderlich
CNC-Bearbeitung	PMMA	Sehr hohe Klarheit Einfach zu polieren	Spröde im Vergleich zu PC
	PC	Hohe Schlagfestigkeit Hohe Temperaturbeständigkeit	Weniger klar als PMMA Teurer als PMMA
	ABS	Hohe Schlagfestigkeit Geringe Kosten Beständig gegen Spannungsrisse	Schwieriger einzufärben als PC
Spritzguss	PMMA	Sehr hohe Klarheit Einfach zu polieren Einfach zu mischende Farbstoffe	Spröde im Vergleich zu PC Harz muss vor dem Formen getrocknet werden
	PC	Hohe Schlagfestigkeit Hohe Temperaturbeständigkeit	Weniger klar als PMMA Teurer als PMMA Harz muss vor dem Formen getrocknet werden
	ABS	Hohe Schlagfestigkeit Geringe Kosten Beständig gegen Spannungsrisse	Schwieriger einzufärben als PC
Urethanguss	PX520 (PC-ähnlich)	Höhere Stoßfestigkeit	Dem echten PC unterlegen
	PX521 (PMMA-ähnlich)	Höhere Klarheit	Dem echten PMMA unterlegen

Wie man transparente und durchscheinende Teile herstellt

Es gibt vier Haupttechniken zur Herstellung transparenter und durchscheinender Kunststoffteile, die alle von 3ERP angeboten werden. Jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, obwohl CNC-Bearbeitung und Rapid Tooling / Spritzguss im Allgemeinen besser für Endverbrauchsteile sind.

SLA

Stereolithographie (SLA) ist ein 3D-Druckverfahren, bei dem ein fokussierter Laser verwendet wird, um eine Schicht aus UV-härtbarem Harz zu verfestigen. Es ist eine der schnellsten und kostengünstigsten Möglichkeiten, transparente Teile herzustellen, insbesondere komplexe Teile mit Hinterschnitten.

Vorteile:

• Sehr schnell
• Kosteneffizient
• Unterstützt komplexe Geometrien
• Hohe Auflösung

Nachteile:

• Erzeugt schwache und spröde Teile
• Stützstrukturen müssen nach dem Drucken entfernt werden
• Materialien auf markenspezifische Harzformulierungen beschränkt
• Nicht praktisch oder erschwinglich für Bestellungen von mehreren Einheiten

Urethanguss

Urethanguss, ein Verfahren zur Herstellung von Urethanteilen mit temporären Silikonformen, ist der beste Weg, um 10–20 Kopien eines durchsichtigen Teils zu erstellen, unabhängig von seiner Komplexität. Wie SLA produziert es keine starken Teile, aber es erzeugt hervorragende Oberflächengüten.

Vorteile:

• Kosteneffizient
• Sehr einfach zu färben
• 2K-Spritzgießen simulieren
• Gutes Aussehen

Nachteile:

• Transparenz ist nicht 100 %
• Erzeugt schwache und spröde Teile
• Formen halten nur etwa 20 Schüsse

CNC-Bearbeitung

CNC-Bearbeitung, ein subtraktives Fertigungsverfahren, bei dem selektiv Material von einem Rohling entfernt wird, ist die einzige Möglichkeit, einen Prototyp mit perfekter Transparenz zu erzielen, und es kann auch verwendet werden, um milchig durchscheinende Teile aus Materialien wie DF23 herzustellen. Die CNC-Bearbeitung erzeugt auch superfeine Details, wenn kleine Fräser (R0,1 mm, R0,05 mm usw.) verwendet werden.

Erfahren Sie mehr über die Acrylbearbeitung.

Vorteile:

• Hohe Qualität
• Hohe Klarheit
• Mehrere Materialoptionen

Nachteile:

• Teuer in großen Mengen
• Weniger geometrische Freiheit als SLA

Spritzgießen

Spritzgießen, das Einspritzen von geschmolzenem Harz in eine Metallform, eignet sich für bestimmte durchsichtige Teile. Rapid Tooling – Herstellung einer kostengünstigen Aluminiumform – eignet sich für mehr als 100 Teile, während Produktionswerkzeuge am besten geeignet sind, wenn mehr als 10.000 transparente Teile benötigt werden.

Vorteile:

• Hohe Qualität
• Kostengünstig in großen Mengen
• Große Auswahl an Materialien

Nachteile:

• Nicht geeignet für Bestellungen mit geringem Volumen (1–100)
• Einige geometrische Einschränkungen

Andere Methoden

Das Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden ermöglicht uns die Herstellung von Teilen mit einfacher Geometrie. Mit beiden Methoden können wir Teile aus durchsichtigem Material herstellen, die für die CNC-Bearbeitung oder Urethanguss möglicherweise zu teuer oder mechanisch nicht für das Spritzgießen geeignet sind.

Erfahren Sie mehr darüber, wie man Acryl- und PC-Platten schneidet.

Wie man klare Teile poliert und Farbe hinzufügt

Polnisch

Bei der Herstellung klarer Teile ist eine Nachbearbeitung erforderlich, um das erforderliche Maß an Transparenz zu erreichen. Im Allgemeinen ist das Polieren nach der Herstellung der beste Weg, um SLA- und CNC-Teile vollständig transparent zu machen.

Bei CNC-bearbeiteten Materialien, insbesondere PMMA, kann das Polieren die Klarheit erheblich verbessern, teilweise weil Acryl sehr widerstandsfähig gegen kleine Kratzer ist, die sonst durch Poliergeräte verursacht werden können. Zu den Polieransätzen gehören Polieren, Flammpolieren (für Standard-/unkritische Teile) und optische Bearbeitung. PC ist anfälliger für Kratzer, daher wird Dampfpolieren verwendet, um die Klarheit zu verbessern.

Das Polieren verbessert auch die Klarheit von SLA-Teilen. Bei diesen 3D-gedruckten durchsichtigen Teilen kann ein dreiteiliger Prozess aus Nassschleifen, Reinigen der Korkplatte und Polieren mit einem Mikrofasertuch gute Ergebnisse erzielen.

Farbe

Zusätzlich zum Polieren können wir klare Teile mit Farbe versehen, normalerweise aus ästhetischen Gründen. Bei Spritzguss- oder Urethan-Gussteilen können wir die Eigentextur und Eigenfärbung während der Formgebungsphase erleichtern, indem wir Farbstoffe und andere Zusatzstoffe hinzufügen. Alternativ (oder zusätzlich) können wir nach dem Formprozess Tönungen oder Farbbeschichtungen hinzufügen, wodurch es möglich wird, zwei Farben auf dem Endteil zu haben.

Bei CNC-bearbeiteten durchsichtigen Teilen können wir Techniken wie Sandstrahlen, Tönung oder Strukturlackierung anwenden, um das Erscheinungsbild anzupassen. Bei vielen Klarsichtteilen lässt sich durch ein Tönungsverfahren ein hervorragendes Aussehen erzielen. Mögliche Farben sind Rot, Gelb, Blau und Orange. (Einige Farben wie Grau sind schwieriger zu kontrollieren.) Malen ist eine weitere einfache Option, die jedoch zu Problemen wie Orangenhaut führen kann:einer unerwünschten holprigen Oberflächenstruktur.

Erfahren Sie mehr darüber, wie wir PMMA- und PC-Teile tönen.