有關3D打印透明度

魔猴君  知識堂   32天前

透明度在零件生產(chǎn)中不僅具有美觀性，而且在某些情況下也是必要的。3D打印及其在設計、材料和工藝方面的靈活性使得創(chuàng)建具有透明效果的零件成為可能。然而，這項任務可能很困難，因為該技術的基本原理，即層的疊加，創(chuàng)造了光無法穿過的空間，從而使碎片獲得半透明的效果。玻璃是制造透明部件的首選材料，它正在成為3D打印的可行解決方案。不過有一些塑料是可以達到透明的效果的。我們將重點關注最后這材料。

在我們深入討論細節(jié)之前，區(qū)分透明效果和半透明效果非常重要。透明的硬幣可以讓更多的光線穿過，且不會產(chǎn)生明顯的扭曲，從而可以輕松看透硬幣。半透明的碎片可以讓光線通過，但會以散射的方式，也就是說，我們可以識別形狀，但透過碎片看到的圖像并不完全清晰。為了通過3D打印實現(xiàn)不同程度的清晰度，我們將分析兩種與透明塑料材料兼容的技術、每種技術需要考慮的因素以及相關的應用。

創(chuàng)造透明度的技術

基于樹脂的工藝

當您想到透明3D打印時，首先想到的就是使用基于樹脂的工藝。光聚合（SLA、DLP）是獲得高透明度和高質(zhì)量零件的理想技術之一，因為獲得的表面光滑且能讓更多光線通過。市場上有不同的透明樹脂，其特性適應不同的透明光學應用。例如，用于SLA打印機的Formlabs Clear Resin是一種樹脂，它可以讓您獲得接近玻璃透明度的部件，具有精細的細節(jié)，而無需冗長的后處理。

除了這些基于使用熱源和儲罐的工藝之外，我們還可以添加材料噴射。該技術特別允許同時使用幾種樹脂以及不同材料的組合。這樣就可以將透明樹脂裝入機器，并且可以在同一部件上獲得多種透明度。此外，材料噴射具有出色的分辨率和非常光滑的表面，這將提高零件的美觀度。

透明3D打印對研究微流體技術很有用（圖片來源：Formlabs）

然而，樹脂部件有一個常見的缺點，即它們隨著時間的推移會變黃或在沖洗和干燥后失去透明度。為了避免這種情況，通常需要涂上涂層，拋光和打磨零件，以使表面盡可能光滑。一般來說，這些技術的結合有助于提高透明度和光澤度。

材料擠壓

與樹脂工藝相比，熔融沉積成型(FDM/FFF)是一種更經(jīng)濟且更廣泛使用的技術，但實現(xiàn)的透明度較低。事實上，連續(xù)層中材料的沉積會散射光。在這種情況下，獲得的碎片是相當半透明和不透明的。使用FDM打印機進行透明3D打印的突出材料是PLA、聚碳酸酯和PETG。在這些材料中，PETG最適合透明3D打印，因為其分子結構具有良好的透光性。

要使用FDM技術打印具有透明效果的零件，需要考慮一些關鍵參數(shù)。首先，通過將層高從0.1降低到0.2，可以最大限度地減少可見線條，從而產(chǎn)生更光滑、更均勻的表面，并可打磨成透明效果。保持材料的連續(xù)流動也很重要，以避免出現(xiàn)氣泡和瑕疵，并以較低的速度進行打印。最后要考慮的方面是零件的填充。通過選擇最少的或沒有填充結構，光線可以更好地穿過部件并實現(xiàn)更透明的效果。然而，如上所述，F(xiàn)DM在打印透明部件方面的主要限制是難以完全去除層線，即使經(jīng)過大量的后處理，例如打磨和涂層。

使用PETG 3D打印的透明部件（圖片來源：CNCKitchen）

透明3D打印的應用

透明或半透明的3D打印部件不僅因為其美觀而且因為其功能而受到重視。最具創(chuàng)新性的用途之一是開發(fā)原型，可以觀察機制的內(nèi)部運作，使運動部件或流體之間的相互作用清晰可見。此特性在微流體設備和光學系統(tǒng)設計中也特別有用。例如，LED燈殼和導光板，其透明度使得控制光線的通過變得更加容易。透明3D打印最常見的用途是裝飾物品。事實上，半透明或透明部件的3D打印使設計師能夠創(chuàng)造出具有與玻璃類似的表面或效果的獨特作品。

帶有3D打印鏡頭的相機（圖片來源：Formlabs）

3D打印的透明度在醫(yī)療領域也受到高度追捧，特別是用于制作盡可能逼真的手術模型。事實上，醫(yī)療專業(yè)人員可以通過這種方式看到患者的精確解剖結構，例如看到器官內(nèi)的所有血管。他們可以更好地了解手術過程中的潛在風險，并做好更充分的準備。這也是一種讓病人放心的方式：通過向病人展示透明的解剖模型，他可以更好地了解身體的內(nèi)部動態(tài)。

因此，透明3D打印為高光學清晰度零件的設計和制造提供了有趣的可能性。技術和材料的選擇取決于相關的項目。除了這些因素之外，使用特定的設置和后期處理技術也將在很大程度上決定透明效果。

編譯整理：3dnatives