Dominando la impresión 3D transparente y translúcida: Logre una transparencia impresionante en piezas de consumo y médicas

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

Aquí tiene lo que necesita saber sobre la impresión 3D transparente, incluyendo consejos para maximizar la claridad, qué materiales translúcidos usar y las tecnologías de impresión 3D comunes.

Consideraciones clave para maximizar la transparencia

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

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

Seguir estas reglas garantizará que su pieza impresa en 3D salga clara, pero los diseñadores e ingenieros deben tener en cuenta algunos factores adicionales si quieren maximizar la transparencia.

Primero, las geometrías complejas, particularmente 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 pueden hacer que una pieza parezca 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 impresas en 3D transparentes

Antes de comenzar la producción, debe decidir qué tipo de transparencia desea, lo 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 a través del propio jarrón. Si está haciendo una ventana plana, por otro lado, solo necesita transparencia en el eje Z. Lograr una transparencia completa requiere transparencia en todos los ejes.

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

SLA

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

Además, la SLA es conocida por producir acabados superficiales suaves. Sin embargo, los equipos de producto deben saber que las impresiones 3D SLA implican estructuras de soporte que deberán eliminarse en post-producción, lo que puede afectar la apariencia final de su pieza.

El proceso Carbon DLS™

El proceso Carbon DLS es un proceso de polímero basado en 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, incluyendo Whip Mix Surgical Guide y LOCTITE 3D IND405, ambos pueden utilizarse para producir piezas transparentes.

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

FDM

Durante el proceso FDM, una boquilla de impresión calentada funde material termoplástico y luego lo extruye sobre una trayectoria de herramienta establecida, revelando un producto terminado capa por capa. FDM da a los equipos de producto la libertad de crear piezas translúcidas grandes, pero hay algunas limitaciones clave que deben considerar. 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 capaz de pasar a través de la pieza impresa en 3D clara.

Además, aunque lograr transparencia en los ejes X, Y y Z de una pieza es posible con FDM, puede ser muy desafiante. Encontrar la configuración óptima para materiales claros puede requerir varios intentos. Deberá optimizar la temperatura de extrusión del material y la tasa 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. Esto puede no ser un problema para ingenieros experimentados, pero los equipos con menos experiencia podrían considerar elegir un proceso de fabricación más simple.

PolyJet

PolyJet es una tecnología avanzada de fabricación aditiva 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 fotopolimérica 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 la SLA, PolyJet es excelente para crear piezas altamente detalladas.

Materiales translúcidos comunes para impresión 3D

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

1. LOCTITE 3D IND405: Esta nueva resina clara de Carbon es dura, semirrígida y uno de los materiales de impresión 3D más transparentes del mercado actual. Ideal para guías quirúrgicas, recintos y utillajes y fijaciones, este material es lo suficientemente fuerte para una amplia variedad de casos de uso y lo suficientemente claro para dar a los diseñadores la flexibilidad estética que necesitan.
2. Whip Mix Surgical Guide para impresoras Carbon: Como su nombre indica, Whip Mix Surgical Guide es una buena opción para guías quirúrgicas transparentes porque es no citotóxica, no causará hipersensibilidad química con el tiempo y cumple con la ISO 10993-1:2018 para su uso en dispositivos dentales o médicos.
3. Tereftalato de polietileno glicol (PETG): El PETG es un filamento de impresión 3D fuerte, moldeable y resistente al impacto que ofrece una claridad excelente. Este material también está diseñado para reducir la degradación termo-oxidativa y minimizar el amarilleo debido a la luz ultravioleta, lo que ayudará a mantener su pieza impresa en 3D cristalina. Las aplicaciones comunes incluyen señalización eléctrica, protecciones de máquinas y envases de alimentos.
4. Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS): El ABS es un polímero termoplástico común que se encuentra en electrodomésticos, piezas de automóvil, accesorios de tuberías e incluso juguetes LEGO. Aunque este material es translúcido en lugar de transparente en su forma inicial, se puede lograr transparencia mediante post-procesado y acabado.
5. Policarbonato (PC): El policarbonato es un termoplástico de ingeniería de alto rendimiento que es resistente, fuerte y fácilmente termoformable. Además de ofrecer una claridad excelente, este filamento de impresión 3D claro también tiene un brillo brillante.

Opciones de post-procesado y consideraciones clave para piezas translúcidas

No importa qué proceso de impresión 3D o material use, su pieza debe pasar por post-procesado para brillar realmente. El lijado y pulido manual es una de las mejores opciones para piezas claras impresas en 3D con formas simples y pocos detalles, pero es muy difícil eliminar todas las líneas de capa solo mediante 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 gama de granos de papel de lija incrementales y luego púlala con un limpiador acrílico y un paño de microfibra; esto es similar al proceso utilizado para hacer piezas de metal altamente pulidas.

El recubrimiento en spray es una forma fácil de mejorar la claridad sin reducir el detalle, lo que lo hace ideal para piezas con detalles complejos. Simplemente aplicar un recubrimiento en spray claro ocultará las líneas de capa, pero también puede causar amarilleo. Para un acabado suave como el vidrio, prepare la pieza lijando manualmente la superficie antes de aplicar el recubrimiento en spray.

Para lograr el acabado más claro posible en el post-procesado, aplique un recubrimiento de resina. Este enfoque solo funciona en superficies planas o casi planas, pero es la opción ideal para cuando necesita piezas totalmente transparentes. El inmersión en resina (resin dipping) también puede usarse para crear una superficie más suave para piezas impresas en FDM o PolyJet. La resina viscosa rellena cualquier arañazo en la pieza y forma una superficie completamente lisa.

Logre resultados cristalinos con Fast Radius

Mucho trabajo de preparación se requiere para la impresión 3D de piezas translúcidas o transparentes. Debe determinar qué tipo de transparencia requiere su aplicación, seleccionar la mejor resina clara, elegir un proceso de impresión 3D que permita que pase 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 del producto desde el concepto hasta la entrega.

Cuando se trata de seleccionar un socio de fabricación experimentado, Fast Radius es la elección clara. Nuestro equipo de ingenieros, diseñadores y tecnólogos experimentados tiene acceso a las últimas tecnologías y conocimientos del sector. Permítanos quitarle el estrés del desarrollo de productos ayudándole a agilizar sus diseños, prototipar a velocidad, seleccionar materiales asequibles, fabricar eficientemente y cumplir sus pedidos a un precio y plazo competitivos. Lleve sus piezas impresas en 3D transparentes al siguiente nivel con Fast Radius. Contáctenos hoy: hagamos algo increíble.

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