Erforschung von additiven Innovationen:3D-Druck klarer Teile mit Harz

Die Landschaft der additiven Fertigung entwickelt sich ständig weiter, insbesondere im Materialbereich – wo Anbieter sich verbessern und ihre Ergebnisse an die Anforderungen der Hersteller anpassen müssen. Die moderne 3D-Drucktechnologie verfügt über eine Reihe von Zusatzmaterialien, mit denen undurchsichtige, kunststoffähnliche Teile hergestellt werden können, aber wenn es darum geht, transparente oder durchscheinende Teile herzustellen, kann die Materialauswahl schwieriger sein.

Es gibt keinen Mangel an Fertigungsprojekten, die ein gewisses Maß an Transparenz oder Lichtdurchlässigkeit erfordern und daher von einer klaren Harzbauoption profitieren würden. Lichtleiter haben beispielsweise eine breite Anwendung in der Unterhaltungselektronik, in Geräten für Zahnchirurgie und mikrofluidischen Geräten – neben anderen industriellen Endanwendungen. In ähnlicher Weise kann klares 3D-Druckharz verwendet werden, um eine Reihe optischer Teile herzustellen, darunter Linsen, Beleuchtungskörper und durchsichtige Gehäuse. Angesichts der potenziellen Anwendungen ist es sinnvoll zu untersuchen, wie klares Harz in den additiven Fertigungsprozess passt.

Kann ich durchsichtige Kunststoffteile in 3D drucken?

Auf dem gesamten Markt für additive Fertigung herrscht die Auffassung vor, dass 3D-Drucke aus durchsichtigem Harz Herstellungsherausforderungen darstellen, die andere Materialien nicht haben – einschließlich längerer Druckzeiten, Anforderungen an arbeitsintensive Endbearbeitungsprozesse oder Endteile von geringerer Qualität. Diese Faktoren haben klaren Harzen den Ruf verliehen, unerschwinglich zu sein und nur eine begrenzte Anzahl von Anwendungen zu haben.

Obwohl bestimmte Herausforderungen bei der additiven Produktion bestehen, ist es durchaus möglich, durchsichtige oder durchscheinende Kunststoffteile mithilfe der 3D-Drucktechnologie herzustellen, und zwar mit der gleichen Geschwindigkeit, Genauigkeit und Kosteneffizienz wie bei anderen additiven Materialien. In einigen Fällen erfordern durchsichtige Teile eine Oberflächenbehandlung und Nachbearbeitung, um eine größere Klarheit zu erzielen – aber diese Überlegungen können in den Designprozess auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung von undurchsichtigen Teilen einbezogen werden.

Wenn Sie also nach einem Harz suchen, das die Klarheitsanforderungen Ihres Projekts erfüllt, werfen wir einen Blick auf einige der effektivsten Materialien und ihre jeweiligen additiven Herstellungsverfahren.

Klare Harz-3D-Druckmaterialien

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

LOCTITE 3D IND 405 ist ein klares Harz, das von Carbon® für das Digital Light Synthesis (DLS)™ 3D-Druckverfahren entwickelt wurde. Es ist ein Einkomponenten-Harz – was bedeutet, dass es schnell und einfach gedruckt werden kann. Nach dem Aushärten haben IND 405-Teile eine mattierte Oberfläche – nach ausreichender Nachbearbeitung ist es möglich, diese Klarheit zu verbessern.

IND405 wurde nach spezifischem Feedback von Ingenieuren entwickelt, die ein einfach zu druckendes 3D-Druckmaterial wollten, das haltbarer und schlagfester als seine Gegenstücke ist, aber ein gewisses Maß an verbesserter Klarheit bietet, um seine Designflexibilität zu erhöhen. In Anbetracht dessen ist IND405 stark und robust und nützlich für Anwendungen wie Flüssigkeitsanalysegeräte, Linsenprototypen, durchsichtige Gehäuse und Umhüllungen sowie chirurgische Führungen.

Zu den mechanischen Spezifikationen des IND405 gehören:

• Reißfestigkeit:42 MPa
• E-Modul:1500 MPa
• Bruchdehnung:120 %
• Schlagzähigkeit – IZOD gekerbt:50 J/m
• Wärmeformbeständigkeit bei 0,455 MPa:53 °C

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

Cyanatester (CE 221) ist ein weiteres von Carbon® entwickeltes Harz für den additiven Herstellungsprozess der digitalen Lichtsynthese (DLS). Vergleichbar mit 14 % glasfaserverstärktem Nylon 6 ist CE 221 für seine hohe Temperaturbeständigkeit und Steifigkeit bekannt.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von CE 221 gehören UV-Beständigkeit, Biokompatibilität und chemische Beständigkeit gegenüber Haushalts- und Industriechemikalien, Säuren, Alkoholen und Basen. CE221 ist halbtransparent mit einer orangen Färbung.

Zu den mechanischen Spezifikationen des CE 221 gehören:

• Reißfestigkeit:85 MPa
• E-Modul:3900 MPa
• Bruchdehnung:3 %
• Schlagzähigkeit – IZOD gekerbt:15 J/m
• Wärmeformbeständigkeit bei 0,455 MPa:230 °C

Klares Harz – Stereolithographie (SLA)

Clear ist ein von Formlabs entwickeltes Harz für den 3D-Stereolithographie-Druck (SLA), bei dem Teile mithilfe eines Photopolymerisationsprozesses hergestellt werden. Ideal für die Herstellung von Teilen, die Lichtdurchlässigkeit erfordern oder die interne Funktionalität zeigen müssen, wird transparentes Harz häufig zur Herstellung von optischen Komponenten und Beleuchtungsteilen verwendet.

Um eine verbesserte Klarheit zu erreichen, erfordert Clear Resin jedoch eine erhebliche Nachbearbeitung. In der Praxis bedeutet dies das manuelle Schleifen oder Polieren von Teilen oder das Auftragen von Sprühbeschichtung oder Klarlack.

Zu den mechanischen Spezifikationen von Clear Resin gehören:

• Reißfestigkeit:65 MPa
• E-Modul:16 GPa
• Bruchdehnung:6,2 %
• Schlagzähigkeit – IZOD gekerbt:25 J/m
• Wärmeformbeständigkeit bei 0,455 MPa/66 psi:73,1 °C

Hochtemperatur – Stereolithographie (SLA)

High Temp ist ein Harz, das von Formlabs für den Stereolithografieprozess entwickelt wurde. Klar mit einem leichten Orangestich hebt es sich von anderen klaren 3D-Druckharzen durch seine Festigkeit und Temperaturbeständigkeit ab:High Temp kann Temperaturen von bis zu 238 °C bei minimaler Belastung standhalten und wird daher für Anwendungen wie klare Gehäuse und empfohlen Vorrichtungen oder Heißluft-, Gas- und Flüssigkeitsströmungsfunktionen, bei denen Klarheit erforderlich ist.

Wie Clear-Harz erfordert High Temp eine Nachbearbeitung, um seine Klarheit zu verbessern. Zu den mechanischen Spezifikationen gehören:

• Reißfestigkeit:58,3 MPa
• E-Modul:2,6 GPa
• Bruchdehnung:13 %
• Schlagzähigkeit – IZOD gekerbt:18,2 J/m
• Wärmeformbeständigkeit bei 0,455 MPa/66 psi:142 °C

Langlebig – Stereolithographie (SLA)

Durable ist ein von Formlabs entwickeltes Harz, das Stößen, Abnutzung und extremer Verformung standhalten kann, bevor es bricht. Durable eignet sich ideal für die Erstellung technischer Prototypen und eignet sich auch für Teile, die eine leichte Biegsamkeit oder Oberflächen mit geringer Reibung erfordern.

Langlebiges Harz ist halbtransparent mit einer Klarheit ähnlich wie Milchglas und kann zu einem glatten Finish geschliffen werden. Zu den mechanischen Spezifikationen von Durable Resin gehören:

• Reißfestigkeit:28 MPa
• E-Modul:1000 MPa
• Bruchdehnung:55 %
• Schlagfestigkeit – IZOD gekerbt:114 J/m
• Wärmeformbeständigkeit bei 0,455 MPa/66 psi:41 °C

Elastisch – Stereolithographie (SLA)

Das elastische Harz von Formlabs ist ein transparentes Elastomermaterial, das eine geringe Härte, eine hohe Dehnung und eine hohe Energierückgabe bietet, was bedeutet, dass es sich gut biegen, dehnen und komprimieren lässt. Elastic ist eine nützliche Alternative zu Silikon und eignet sich besonders für Soft-Touch-Teile, die flexibel, langlebig und bruchsicher sein müssen.

Elastisches Harz wird üblicherweise verwendet, um medizinische Modelle und Prototypen herzustellen, insbesondere patientenspezifische anatomische Modelle. Es wird auch zur Herstellung von Wearables und Konsumgütern sowie von Spezialeffekten, Modellen und Requisiten verwendet.

Zu den mechanischen Spezifikationen von Elastic Resin gehören:

• Reißfestigkeit:3,23 MPa
• E-Modul:–
• Bruchdehnung:160 %
• Schlagfestigkeit – IZOD gekerbt:–
• Wärmeformbeständigkeit bei 0,455 MPa/66 psi:–

Klarteile:Endbearbeitung und Nachbearbeitung

Aus durchsichtigem Harz hergestellte Teile erreichen möglicherweise nicht die gewünschte optische Transparenz, bis geeignete Oberflächen aufgetragen wurden oder bis sie die Nachbearbeitung durchlaufen haben. Die jeweiligen Veredelungen und Verarbeitungsmöglichkeiten zur Erzielung von Transparenz bieten unterschiedliche Vorteile und Herausforderungen.

Vor diesem Hintergrund hat Fast Radius eine Reihe von Techniken entwickelt, um die Klarheit gedruckter Teile zu verbessern, einschließlich Schleifen und Klarlackieren. Wir führen Fall-zu-Fall-Analysen durch, um zu bestimmen, welche Techniken für eine bestimmte Geometrie verwendet werden sollen, und wir arbeiten mit Ihnen zusammen, um das bestmögliche Maß an Klarheit zu erreichen, das Sie für Ihr Teil benötigen.

Wenn Sie mehr über die Fähigkeiten von Fast Radius erfahren möchten oder an der Verwendung von transparentem Harz in Ihrem nächsten Projekt interessiert sind, wenden Sie sich noch heute an unser Team.

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