Impresión 3D de piezas transparentes o translúcidas:lo que necesita saber

La transparencia, determinada por la cantidad de luz que pasa a través de un objeto, suele ser una propiedad deseable en las piezas impresas en 3D. La transparencia es esencial para muchos bienes de consumo, como los envases de cosméticos y los productos de cocina, mientras que las guías quirúrgicas claras y los modelos médicos ayudan a los profesionales de la salud a hacer su trabajo de manera segura y eficaz.

Esto es lo que necesita saber sobre la impresión 3D clara, incluidos consejos para maximizar la claridad, qué materiales translúcidos usar y tecnologías de impresión 3D comunes.

Consideraciones clave para maximizar la transparencia

Para lograr transparencia en una pieza impresa en 3D, debe cumplir con las siguientes tres reglas:

1. El material plástico que utilice debe ser transparente por sí solo.
2. El proceso de impresión 3D que seleccione debe evitar que se formen burbujas de aire en la pieza.
3. El área transparente deseada debe tener una superficie lisa.

Si sigue estas reglas, se asegurará de que su pieza impresa en 3D quede clara, pero los diseñadores e ingenieros deben tener en cuenta algunos factores adicionales si quieren maximizar la transparencia.

En primer lugar, las geometrías complejas, en particular los diseños curvos, refractan naturalmente más luz y es menos probable que salgan claras. Además, las paredes más gruesas dispersan más luz que las paredes delgadas y, por lo tanto, pueden hacer que una pieza se vea más opaca una vez impresa. Para minimizar la refracción de la luz y maximizar la transparencia, diseñe su pieza impresa en 3D con líneas simples y limpias y las paredes más delgadas posibles.

Tecnologías para piezas claras impresas en 3D

Antes de comenzar la producción, debe decidir qué tipo de transparencia desea, que depende del tipo de producto que esté creando. Por ejemplo, si está haciendo un jarrón transparente, solo necesita transparencia en los ejes X e Y o transparencia en todo el jarrón. Si está haciendo una ventana plana, por otro lado, solo necesita transparencia en el eje Z. Lograr una transparencia total requiere transparencia en todos los ejes.

Saber qué ejes deben ser transparentes también lo ayudará a elegir qué proceso de impresión 3D usar. Las tecnologías más comunes utilizadas para imprimir piezas transparentes o translúcidas son la estereolitografía (SLA), el Carbon Digital Light Synthesis Process™ (proceso DLS), el modelado por deposición fundida (FDM) y PolyJet.

SLA

SLA es un proceso de impresión 3D que utiliza la fotopolimerización para crear piezas muy detalladas a partir de resinas poliméricas. Este proceso imprime en capas muy finas, lo que lo hace ideal para la impresión 3D transparente y lograr una transparencia óptica completa.

Además, SLA es bien conocido por producir acabados superficiales suaves. Sin embargo, los equipos de productos deben saber que las impresiones 3D SLA involucran estructuras de soporte que deberán eliminarse en la posproducción, lo que puede afectar la apariencia final de su pieza.

El proceso Carbon DLS™

El proceso Carbon DLS es un proceso de polímero a base de resina que utiliza luz y calor para crear piezas con propiedades isotrópicas, geometrías complejas y excelentes acabados superficiales. DLS ofrece una amplia gama de materiales, incluida la guía quirúrgica Whip Mix y LOCTITE 3D IND405, que se pueden utilizar para producir piezas transparentes.

Al igual que SLA, el proceso Carbon DLS produce acabados superficiales excepcionales. También requiere estructuras de soporte que deben eliminarse en la posproducción.

FDM

Durante el proceso FDM, una boquilla de impresión calentada funde el material termoplástico y luego lo extruye en una trayectoria establecida, revelando un producto terminado capa por capa. FDM brinda a los equipos de productos la libertad de crear grandes piezas translúcidas, pero existen algunas limitaciones clave que deben tener en cuenta. Por ejemplo, debido a la naturaleza de la extrusión, se formarán espacios muy pequeños entre las capas de material, lo que reduce la cantidad de luz que puede pasar a través de la pieza transparente impresa en 3D.

Además, aunque es posible lograr transparencia en los ejes X, Y y Z de una pieza con FDM, puede ser un gran desafío. Encontrar la configuración óptima para materiales transparentes puede requerir varios intentos. Deberá optimizar la temperatura de extrusión del material y la velocidad de flujo, la temperatura de la cama de impresión, la velocidad de impresión, el diámetro de la boquilla, el grosor de la altura de la capa y más para desbloquear la combinación ganadora. Puede que esto no sea un problema para los ingenieros experimentados, pero los equipos con menos experiencia podrían considerar elegir un proceso de fabricación más simple.

PolyJet

PolyJet es una tecnología de fabricación aditiva avanzada que ofrece resultados comparables al moldeo por inyección, pero con todos los beneficios de la fabricación aditiva. Durante este proceso, un cabezal de impresión rocía una capa de resina de fotopolímero en una matriz de gel y luego cura la resina bajo una luz ultravioleta. Esto produce capas de material increíblemente suaves con acabados superficiales igualmente suaves. Al igual que SLA, PolyJet es excelente para crear piezas muy detalladas.

Materiales translúcidos de impresión 3D comunes

Aquí hay cinco plásticos translúcidos y resinas comunes que se usan para crear piezas claras impresas en 3D.

1. LOCTITE 3D IND405 :Esta nueva resina transparente de Carbon es resistente, semirrígida y uno de los materiales de impresión 3D más transparentes del mercado actual. Ideal para guías quirúrgicas, recintos, plantillas y accesorios, este material es lo suficientemente fuerte para una amplia variedad de casos de uso y lo suficientemente claro para brindar a los diseñadores la flexibilidad estética que necesitan.

1. Guía quirúrgica Whip Mix para impresoras de carbón :Como sugiere su nombre, la guía quirúrgica Whip Mix es una buena opción para las guías quirúrgicas transparentes porque no es citotóxica, no causa hipersensibilidad química con el tiempo y cumple con la norma ISO 10993-1:2018 para su uso en dispositivos dentales o médicos.
2. Tereftalato de polietileno glicol (PETG) :PETG es un filamento de impresión 3D fuerte, moldeable y resistente a los impactos que ofrece una claridad excelente. Este material también está diseñado para reducir la degradación termooxidativa y minimizar el amarilleo debido a la luz ultravioleta, lo que ayudará a mantener la transparencia de la pieza impresa en 3D. Las aplicaciones comunes incluyen señalización eléctrica, protectores de máquinas y empaque de alimentos.
3. Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) :El ABS es un polímero termoplástico común que se encuentra en electrodomésticos, autopartes, accesorios de tubería e incluso juguetes LEGO. Aunque este material es translúcido en lugar de transparente en su forma inicial, puede lograr la transparencia a través del procesamiento posterior y el acabado.
4. Policarbonato (PC) :El policarbonato es un termoplástico de ingeniería de alto rendimiento que es resistente, resistente y fácil de termoformar. Además de ofrecer una claridad excelente, este filamento de impresión 3D transparente también tiene un brillo brillante.

Opciones de posprocesamiento y consideraciones clave para piezas translúcidas

Independientemente del proceso de impresión 3D o el material que utilice, su pieza debe pasar por un procesamiento posterior para que realmente brille. El lijado y pulido manual es una de las mejores opciones para piezas impresas en 3D claras con formas simples y pocos detalles, pero es muy difícil eliminar todas las líneas de capa solo con el acabado manual. Además, el lijado manual puede dejar microarañazos en la superficie. Para obtener los mejores resultados, alise la superficie de la pieza con una variedad de granos de lija incrementales y luego púlala con un limpiador acrílico y un paño de microfibra; este es un proceso similar al que se usa para hacer piezas de metal altamente pulidas.

El recubrimiento por aspersión es una manera fácil de mejorar la claridad sin reducir los detalles, lo que lo hace ideal para piezas con detalles complejos. La simple aplicación de una capa de rociado transparente ocultará las líneas de las capas, pero también puede causar un color amarillento. Para obtener un acabado suave similar al vidrio, prepare la pieza lijando manualmente la superficie antes de aplicar la capa en aerosol.

Para lograr el acabado más claro posible en el procesamiento posterior, aplique una capa de resina. Este enfoque solo funciona en superficies planas o casi planas, pero es la opción ideal cuando necesita piezas totalmente transparentes. La inmersión en resina también se puede utilizar para crear una superficie más suave para piezas impresas con FDM o PolyJet. La rienda viscosa rellena cualquier rasguño en la pieza y forma una superficie completamente lisa.

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Se requiere mucho trabajo de preparación para imprimir piezas translúcidas o transparentes en 3D. Debe determinar qué tipo de transparencia requiere su aplicación, seleccionar la resina transparente que mejor se ajuste, elegir un proceso de impresión 3D que permita que brille la mayor cantidad de luz y finalizar la pieza con el mejor proceso de acabado. Un socio de fabricación experimentado puede optimizar el proceso de desarrollo de productos desde el concepto hasta la entrega.

Cuando se trata de seleccionar un socio de fabricación con experiencia, Fast Radius es la elección clara. Nuestro equipo de ingenieros, diseñadores y tecnólogos experimentados tiene acceso a las últimas tecnologías y conocimientos de la industria. Permítanos eliminar el estrés del desarrollo de productos ayudándolo a optimizar sus diseños, prototipar rápidamente, seleccionar materiales asequibles, fabricar de manera eficiente y cumplir con sus pedidos a un precio y un cronograma competitivos. Lleve sus piezas transparentes impresas en 3D al siguiente nivel con Fast Radius. Contáctenos hoy, hagamos algo increíble.

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