Cómo hacer piezas transparentes y translúcidas

Las piezas transparentes y los prototipos tienen una gran variedad de aplicaciones. Afortunadamente, también son bastante fáciles de fabricar, con una amplia gama de materiales y tecnologías de creación de prototipos a su disposición.

Este artículo repasa los conceptos básicos de las piezas transparentes y translúcidas:por qué podría necesitarlas, qué materiales puede usar, qué tecnologías de fabricación están disponibles y otras consideraciones, como pulir y teñir las piezas transparentes.

¿Por qué usar piezas transparentes y translúcidas?

Los diseñadores de productos pueden desear piezas claras por varias razones. Mire a su alrededor y probablemente verá al menos un objeto transparente o translúcido hecho por el hombre, ya sea una ventana de vidrio, un recipiente transparente, un vaso de plástico o un empaque de alimentos.

En general, sin embargo, hay tres razones (a veces superpuestas) para hacer partes claras, y las explicaremos aquí.

Recuerda que la transparencia significa completamente claro, de modo que uno puede ver exactamente lo que hay detrás del material, mientras que translucidez significa parcialmente claro, de modo que se puede ver la luz que atraviesa el material o una representación borrosa de lo que hay detrás del material.

• Visibilidad :En primer lugar, están aquellas partes que están diseñadas para ser transparentes para que los humanos puedan ver a través de ellas por razones funcionales. Estos incluyen elementos como ventanas, anteojos, recipientes para alimentos, portatarjetas de identificación y cajas de plástico para material de oficina . Las partes de esta categoría suelen ser completamente transparentes:están diseñadas para que los humanos puedan ver exactamente qué hay detrás del material transparente.
• Luz :En segundo lugar, tenemos la categoría de piezas que necesitan limpiarse por razones funcionales no relacionadas con la vista humana. Estos incluyen cualquier objeto donde la luz deba atravesar el material transparente por un propósito mecánico o práctico. Los ejemplos incluyen ventanas de paneles solares, invernaderos y terrarios. Artículos como cubiertas de linternas y faros , aunque relacionado con la vista humana, también se puede considerar aquí, ya que el propósito de la sección de plástico transparente es dejar salir la luz, no revelar lo que hay dentro de la pieza.
• Estética :En tercer lugar, hay partes transparentes o translúcidas cuya claridad es puramente estética. Los seres humanos pueden mirar a través de la pieza o ver la luz que sale por detrás, pero esto no tiene ningún propósito práctico. Estas piezas transparentes incluyen hardware transparente de videojuegos y computadoras, juguetes, relojes de pulsera de plástico, instrumentos musicales acrílicos, bolsos de diseñador y algunos mangos de herramientas/utensilios.

¿Qué materiales hay disponibles?

Se pueden utilizar varios materiales para hacer piezas transparentes o translúcidas. Estos varían según el proceso de fabricación utilizado.

Proceso	Materiales	Ventajas	Contras
SLA	Resina transparente	Ahorro de tiempo y costo Alta resolución	Muy débil y quebradizo Necesita material de apoyo
Mecanizado CNC	PMMA	Muy alto nivel de claridad Fácil de pulir	Frágil en comparación con PC
	ordenador	Alta resistencia al impacto Resistencia a altas temperaturas	Menos claro que PMMA Más caro que PMMA
	ABS	Alta resistencia al impacto Bajo costo Resistente a las grietas por tensión	Más difícil de colorear que PC
Moldeo por inyección	PMMA	Muy alto nivel de claridad Fácil de pulir Colorantes fáciles de mezclar	Frágil en comparación con PC La resina debe secarse antes de moldearse
	ordenador	Alta resistencia al impacto Resistencia a altas temperaturas	Menos claro que PMMA Más caro que PMMA La resina debe secarse antes de moldearse
	ABS	Alta resistencia al impacto Bajo costo Resistente a las grietas por tensión	Más difícil de colorear que PC
Fundición de uretano	PX520 (similar a una PC)	Mayor resistencia al impacto	Inferior a la verdadera PC
	PX521 (similar a PMMA)	Mayor nivel de claridad	Inferior al verdadero PMMA

Cómo hacer piezas transparentes y translúcidas

Existen cuatro técnicas principales para fabricar piezas de plástico transparentes y translúcidas, todas ellas ofrecidas por 3ERP. Cada método tiene su propio conjunto de ventajas y desventajas, aunque el mecanizado CNC y el moldeo por inyección/herramientas rápidas son generalmente mejores para las piezas de uso final.

SLA

La estereolitografía (SLA) es un proceso de impresión 3D que utiliza un láser enfocado para solidificar una capa de resina curable con UV. Es una de las formas más rápidas y rentables de fabricar piezas transparentes, especialmente piezas complejas con muescas.

Ventajas:

• Muy rápido
• Económico
• Admite geometrías complejas
• Alta resolución

Desventajas:

• Produce piezas débiles y quebradizas
• Las estructuras de soporte deben retirarse después de la impresión
• Materiales limitados a formulaciones de resina específicas de la marca
• No es práctico ni asequible para pedidos de varias unidades

Fundición de uretano

La fundición de uretano, un proceso para fabricar piezas de uretano con moldes temporales de silicona, es la mejor manera de crear de 10 a 20 copias de una pieza transparente, sin importar su nivel de complejidad. Al igual que SLA, no produce piezas resistentes, pero sí excelentes acabados superficiales.

Ventajas:

• Económico
• Muy fácil de teñir
• Simule moldeado 2K
• Buena apariencia

Desventajas:

• La transparencia no es 100 %
• Produce piezas débiles y quebradizas
• Los moldes solo duran unas 20 tomas

Mecanizado CNC

El mecanizado CNC, un proceso de fabricación sustractivo en el que el material se elimina selectivamente de una pieza en bruto, es la única forma de lograr un prototipo con una transparencia perfecta, y también se puede utilizar para fabricar piezas translúcidas lechosas a partir de materiales como el DF23. El mecanizado CNC también produce detalles superfinos si se utilizan cortadores pequeños (R0,1 mm, R0,05 mm, etc.).

Obtenga más información sobre el mecanizado de acrílico.

Ventajas:

• Alta calidad
• Alto nivel de claridad
• Varias opciones de materiales

Desventajas:

• Costo en grandes cantidades
• Menos libertad geométrica que SLA

Moldeo por inyección

El moldeo por inyección, el proceso de inyectar resina fundida en un molde de metal, es adecuado para ciertas piezas transparentes. El herramental rápido (hacer un molde de aluminio de bajo costo) es adecuado para más de 100 piezas, mientras que el herramental de producción es mejor cuando se requieren más de 10 000 piezas transparentes.

Ventajas:

• Alta calidad
• Económico en grandes cantidades
• Amplia gama de materiales

Desventajas:

• No apto para pedidos de bajo volumen (1-100)
• Algunas restricciones geométricas

Otros métodos

El corte por láser o corte por chorro de agua nos permite realizar piezas con geometría sencilla. Con cualquiera de estos métodos, podemos fabricar piezas a partir de láminas de material transparente que pueden ser demasiado costosas para el mecanizado CNC o la fundición de uretano, o que no son mecánicamente adecuadas para el moldeo por inyección.

Obtenga más información sobre cómo cortar acrílico y láminas de PC.

Cómo pulir y añadir color a las piezas transparentes

Polaco

Al hacer piezas transparentes, es necesario un procesamiento posterior para lograr el nivel requerido de transparencia. En general, el pulido después de la fabricación es la mejor manera de hacer que las piezas SLA y CNC sean totalmente transparentes.

Para los materiales mecanizados por CNC, especialmente PMMA, el pulido puede aumentar en gran medida la claridad, en parte porque el acrílico es muy resistente a los pequeños rayones que, de lo contrario, pueden causar los equipos de pulido. Los enfoques de pulido incluyen pulido, pulido a la llama (para piezas estándar/no críticas) y mecanizado óptico. La PC es más vulnerable a los rayones, por lo que se utiliza el pulido con vapor para aumentar la claridad.

El pulido también mejora la claridad de las piezas SLA. Para estas piezas transparentes impresas en 3D, un proceso de tres partes de lijado en húmedo, limpieza de paneles de corcho y pulido con un paño de microfibra puede producir buenos resultados.

Color

Además del pulido, podemos introducir color en las piezas claras, normalmente por motivos estéticos. Con piezas fundidas de uretano o moldeadas por inyección, podemos facilitar la textura y el color propios durante la etapa de moldeo mediante la adición de colorantes y otros aditivos. Alternativamente (o adicionalmente), podemos añadir tintes o capas de pintura después del proceso de moldeado, lo que hace posible tener dos colores en la pieza final.

Para las piezas transparentes mecanizadas por CNC, podemos utilizar técnicas como el pulido con chorro de arena, el teñido o la pintura de texturas para ajustar la apariencia. Se puede lograr un aspecto excelente en muchas partes transparentes mediante un proceso de tintado. Los colores posibles incluyen rojo, amarillo, azul y naranja. (Algunos colores, como el gris, son más difíciles de controlar). La pintura es otra opción simple, pero puede producir problemas como la piel de naranja:una textura de superficie rugosa no deseada.

Obtenga más información sobre cómo teñimos las piezas de PMMA y PC.