3D-Druck klarer oder durchscheinender Teile:Was Sie wissen müssen

Transparenz, die dadurch bestimmt wird, wie viel Licht ein Objekt durchdringt, ist oft eine wünschenswerte Eigenschaft bei 3D-gedruckten Teilen. Transparenz ist für viele Konsumgüter wie Kosmetikverpackungen und Küchenprodukte unerlässlich, während klare chirurgische Anleitungen und medizinische Modelle medizinischem Fachpersonal dabei helfen, ihre Arbeit sicher und effektiv zu erledigen.

Hier ist, was Sie über den transparenten 3D-Druck wissen müssen, einschließlich Tipps zur Maximierung der Klarheit, zu verwendenden durchscheinenden Materialien und zu gängigen 3D-Drucktechnologien.

Schlüsselüberlegungen zur Maximierung der Transparenz

Um Transparenz in einem 3D-gedruckten Teil zu erreichen, müssen Sie die folgenden drei Regeln einhalten:

1. Das von Ihnen verwendete Kunststoffmaterial muss an sich transparent sein.
2. Das von Ihnen gewählte 3D-Druckverfahren muss verhindern, dass sich Luftblasen im Teil bilden.
3. Der gewünschte transparente Bereich muss eine glatte Oberfläche haben.

Das Befolgen dieser Regeln stellt sicher, dass Ihr 3D-gedrucktes Teil klar herauskommt, aber Designer und Ingenieure sollten einige zusätzliche Faktoren berücksichtigen, wenn sie die Transparenz maximieren möchten.

Erstens brechen komplexe Geometrien – insbesondere gekrümmte Designs – natürlich mehr Licht und kommen mit geringerer Wahrscheinlichkeit klar heraus. Außerdem streuen dickere Wände mehr Licht als dünne Wände und können daher dazu führen, dass ein Teil nach dem Drucken undurchsichtiger aussieht. Um die Lichtbrechung zu minimieren und die Transparenz zu maximieren, entwerfen Sie Ihr 3D-gedrucktes Teil mit einfachen, klaren Linien und möglichst dünnen Wänden.

Technologien für klare 3D-gedruckte Teile

Bevor Sie mit der Produktion beginnen, müssen Sie entscheiden, welche Art von Transparenz Sie wünschen, was von der Art des Produkts abhängt, das Sie erstellen. Wenn Sie beispielsweise eine transparente Vase herstellen, benötigen Sie nur Transparenz in der X- und Y-Achse oder Transparenz über die Vase selbst. Wenn Sie dagegen ein flaches Fenster erstellen, benötigen Sie nur Transparenz auf der Z-Achse. Um vollständige Transparenz zu erreichen, ist Transparenz über alle Achsen hinweg erforderlich.

Zu wissen, welche Achsen transparent sein müssen, hilft Ihnen auch bei der Auswahl des zu verwendenden 3D-Druckverfahrens. Die gängigsten Technologien zum Drucken klarer oder durchscheinender Teile sind Stereolithographie (SLA), Carbon Digital Light Synthesis Process™ (DLS-Prozess), Fused Deposition Modeling (FDM) und PolyJet.

SLA

SLA ist ein 3D-Druckverfahren, das Photopolymerisation verwendet, um hochdetaillierte Teile aus Polymerharzen herzustellen. Dieses Verfahren druckt in sehr dünnen Schichten, was es ideal für den transparenten 3D-Druck macht und eine vollständige optische Transparenz erreicht.

Außerdem ist SLA für die Herstellung glatter Oberflächen bekannt. Produktteams sollten jedoch wissen, dass SLA-3D-Drucke Stützstrukturen beinhalten, die in der Postproduktion entfernt werden müssen, was das endgültige Erscheinungsbild Ihres Teils beeinträchtigen kann.

Der Carbon DLS™-Prozess

Das Carbon DLS-Verfahren ist ein harzbasiertes Polymerverfahren, das Licht und Wärme verwendet, um Teile mit isotropen Eigenschaften, komplexen Geometrien und hervorragenden Oberflächengüten herzustellen. DLS bietet eine große Auswahl an Materialien an, darunter Whip Mix Surgical Guide und LOCTITE 3D IND405, die beide zur Herstellung transparenter Teile verwendet werden können.

Wie SLA erzeugt das Carbon DLS-Verfahren außergewöhnliche Oberflächengüten. Es erfordert auch Stützstrukturen, die in der Postproduktion entfernt werden müssen.

FDM

Während des FDM-Prozesses schmilzt eine beheizte Druckdüse thermoplastisches Material und extrudiert es dann auf einen festgelegten Werkzeugweg, wodurch Schicht für Schicht ein fertiges Produkt entsteht. FDM gibt Produktteams die Freiheit, große durchscheinende Teile zu erstellen, aber es gibt ein paar wichtige Einschränkungen, die sie berücksichtigen müssen. Beispielsweise bilden sich aufgrund der Art der Extrusion sehr kleine Lücken zwischen den Materialschichten, wodurch die Lichtmenge verringert wird, die durch das klare 3D-gedruckte Teil gelangen kann.

Auch wenn es mit FDM möglich ist, Transparenz auf der X-, Y- und Z-Achse eines Teils zu erreichen, kann es sehr schwierig sein. Das Finden der optimalen Einstellungen für durchsichtige Materialien kann mehrere Versuche erfordern. Sie müssen die Materialextrusionstemperatur und -durchflussrate, die Druckbetttemperatur, die Druckgeschwindigkeit, den Düsendurchmesser, die Schichtdicke und mehr optimieren, um die Gewinnerkombination freizuschalten. Dies mag für erfahrene Ingenieure kein Problem sein, aber Teams mit weniger Erfahrung könnten in Betracht ziehen, einen einfacheren Herstellungsprozess zu wählen.

PolyJet

PolyJet ist eine fortschrittliche additive Fertigungstechnologie, die mit Spritzguss vergleichbare Ergebnisse bietet, jedoch alle Vorteile der additiven Fertigung bietet. Während dieses Prozesses sprüht ein Druckkopf eine Schicht aus Photopolymerharz in eine Gelmatrix und härtet das Harz dann unter ultraviolettem Licht aus. Dadurch entstehen unglaublich glatte Materialschichten mit ebenso glatten Oberflächen. Wie SLA eignet sich PolyJet hervorragend zum Erstellen hochdetaillierter Teile.

Gängige durchscheinende Materialien für den 3D-Druck

Hier sind fünf gängige durchscheinende Kunststoffe und Harze, die zur Herstellung klarer 3D-gedruckter Teile verwendet werden.

1. LOCTITE 3D IND405 :Dieses neue, klare Harz von Carbon ist zäh, halbstarr und eines der transparentesten 3D-Druckmaterialien auf dem heutigen Markt. Dieses Material ist ideal für chirurgische Führungen, Gehäuse und Vorrichtungen und Vorrichtungen. Es ist stark genug für eine Vielzahl von Anwendungsfällen und klar genug, um Designern die ästhetische Flexibilität zu geben, die sie benötigen.

1. Chirurgische Anleitung für Peitschenmischungen für Kohledrucker :Wie der Name schon sagt, ist Whip Mix Surgical Guide eine gute Wahl für transparente Bohrschablonen, da es nicht zytotoxisch ist, im Laufe der Zeit keine chemische Überempfindlichkeit verursacht und der ISO 10993-1:2018 für die Verwendung in zahnärztlichen oder medizinischen Geräten entspricht.
2. Polyethylenterephthalatglycol (PETG) :PETG ist ein starkes, formbares und schlagfestes 3D-Druckfilament, das eine hervorragende Klarheit bietet. Dieses Material wurde auch entwickelt, um den thermooxidativen Abbau zu reduzieren und die Vergilbung durch ultraviolettes Licht zu minimieren, wodurch Ihr 3D-gedrucktes Teil kristallklar bleibt. Häufige Anwendungen sind elektrische Beschilderung, Maschinenschutz und Lebensmittelverpackungen.
3. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) :ABS ist ein weit verbreitetes thermoplastisches Polymer, das in Haushaltsgeräten, Autoteilen, Rohrverbindungsstücken und sogar LEGO-Spielzeugen vorkommt. Obwohl dieses Material in seiner ursprünglichen Form eher durchscheinend als transparent ist, können Sie durch Nachbearbeitung und Veredelung Transparenz erreichen.
4. Polycarbonat (PC) :Polycarbonat ist ein technischer Hochleistungsthermoplast, der zäh, stark und leicht thermoformbar ist. Dieses klare 3D-Druckfilament bietet nicht nur eine hervorragende Klarheit, sondern auch einen glänzenden Glanz.

Nachbearbeitungsoptionen und wichtige Überlegungen für durchscheinende Teile

Ganz gleich, welches 3D-Druckverfahren oder Material Sie verwenden, Ihr Teil muss eine Nachbearbeitung durchlaufen, um wirklich zu glänzen. Manuelles Schleifen und Polieren gehört zu den besten Optionen für klare 3D-gedruckte Teile mit einfachen Formen und wenigen Details, aber es ist sehr schwierig, alle Schichtlinien allein durch manuelle Nachbearbeitung zu entfernen. Außerdem kann manuelles Schleifen Mikrokratzer auf der Oberfläche hinterlassen. Für beste Ergebnisse glätten Sie die Oberfläche des Teils mit einer Reihe von inkrementellen Schleifpapierkörnungen und polieren Sie es mit einem Acrylreiniger und einem Mikrofasertuch – dies ähnelt dem Verfahren zur Herstellung hochglanzpolierter Metallteile.

Die Sprühbeschichtung ist eine einfache Möglichkeit, die Klarheit zu verbessern, ohne die Details zu reduzieren, was sie ideal für Teile mit komplexen Details macht. Durch einfaches Auftragen einer klaren Sprühbeschichtung werden Schichtlinien verdeckt – es kann jedoch auch zu Vergilbungen kommen. Für eine glatte, glasartige Oberfläche bereiten Sie das Teil vor, indem Sie die Oberfläche manuell schleifen, bevor Sie die Sprühbeschichtung auftragen.

Um in der Nachbearbeitung ein möglichst klares Finish zu erzielen, tragen Sie eine Harzbeschichtung auf. Dieser Ansatz funktioniert nur auf ebenen oder nahezu ebenen Oberflächen, ist aber die ideale Wahl, wenn Sie vollständig transparente Teile benötigen. Harztauchen kann auch verwendet werden, um eine glattere Oberfläche für FDM- oder PolyJet-gedruckte Teile zu schaffen. Das zähflüssige Harz füllt eventuelle Kratzer im Teil aus und bildet eine vollkommen glatte Oberfläche.

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Der 3D-Druck von durchscheinenden oder transparenten Teilen erfordert viel Vorbereitungsarbeit. Sie müssen bestimmen, welche Art von Transparenz Ihre Anwendung erfordert, das am besten geeignete transparente Harz auswählen, ein 3D-Druckverfahren auswählen, das das meiste Licht durchscheinen lässt, und das Teil mit dem besten Veredelungsverfahren fertigstellen. Ein erfahrener Fertigungspartner kann den Produktentwicklungsprozess vom Konzept bis zur Auslieferung optimieren.

Wenn es um die Auswahl eines erfahrenen Fertigungspartners geht, ist Fast Radius die klare Wahl. Unser Team aus erfahrenen Ingenieuren, Designern und Technologen hat Zugang zu den neuesten Technologien und Branchenkenntnissen. Lassen Sie uns den Stress aus der Produktentwicklung nehmen, indem wir Ihnen helfen, Ihre Designs zu rationalisieren, schnell Prototypen zu erstellen, erschwingliche Materialien auszuwählen, effizient herzustellen und Ihre Bestellungen zu einem wettbewerbsfähigen Preis und in einem wettbewerbsfähigen Zeitrahmen auszuführen. Bringen Sie Ihre durchsichtigen 3D-gedruckten Teile mit Fast Radius auf die nächste Stufe. Kontaktieren Sie uns noch heute – lassen Sie uns etwas Unglaubliches schaffen.

Weitere Einblicke in den 3D-Druck finden Sie in unseren Artikeln über die Texturierung von 3D-gedruckten Teilen, Produktdesign mit 3D-gedruckten Gittern und mehr im Ressourcenzentrum von Fast Radius.

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