Explorando la innovación aditiva:impresión 3D de piezas transparentes con resina

El panorama de la fabricación aditiva está en constante evolución, particularmente en el espacio material, donde los proveedores deben mejorar y adaptar sus resultados para satisfacer las necesidades del fabricante. La tecnología de impresión 3D moderna tiene una variedad de materiales aditivos con los que crear piezas opacas similares al plástico, pero cuando se trata de hacer piezas transparentes o translúcidas, la elección de materiales puede ser más desafiante.

No faltan los proyectos de fabricación que necesitan cierto grado de transparencia o translucidez y que, por lo tanto, se beneficiarían de una opción de construcción de resina transparente. Los tubos de luz, por ejemplo, tienen una amplia aplicación en electrónica de consumo, equipos de cirugía dental y dispositivos de microfluidos, entre otros usos industriales finales. Del mismo modo, la resina de impresión 3D transparente se puede utilizar para crear una variedad de piezas ópticas, incluidas lentes, accesorios de iluminación y carcasas transparentes. Dadas las posibles aplicaciones, tiene sentido explorar cómo encaja la resina transparente en el proceso de fabricación aditiva.

¿Puedo imprimir piezas de plástico transparente en 3D?

Existe la percepción en el mercado de fabricación aditiva de que las impresiones 3D de resina transparente plantean desafíos de fabricación que otros materiales no plantean, incluidos tiempos de impresión más largos, requisitos para procesos de acabado que requieren mucha mano de obra o piezas finales de menor calidad. Esos factores han otorgado a las resinas transparentes la reputación de tener un costo prohibitivo y tener un conjunto limitado de aplicaciones.

Sin embargo, si bien existen ciertos desafíos de producción aditiva, es totalmente posible crear piezas de plástico transparentes o translúcidas utilizando tecnología de impresión 3D, con la misma velocidad, precisión y beneficios de rentabilidad que otros materiales aditivos. En algunos casos, las piezas transparentes pueden requerir acabados y procesamiento posterior para lograr una mayor claridad, pero estas consideraciones pueden tenerse en cuenta en el proceso de diseño de la misma manera que la producción de piezas opacas.

Con eso en mente, si está buscando una resina que cumpla con los requisitos de claridad de su proyecto, echemos un vistazo a algunos de los materiales más efectivos y sus respectivos procesos de fabricación aditiva.

Materiales de impresión 3D de resina transparente

IND 405:síntesis de luz digital Carbon® (DLS)™

LOCTITE 3D IND 405, una resina transparente desarrollada por Carbon® para el proceso de impresión 3D Digital Light Synthesis (DLS)™, es una resina monocomponente, lo que significa que se puede imprimir rápida y fácilmente. Una vez curadas, las piezas del IND 405 tienen una apariencia de superficie mate; después de un procesamiento posterior suficiente, es posible mejorar esa claridad.

IND405 se desarrolló siguiendo los comentarios específicos de los ingenieros que querían un material de impresión 3D fácil de imprimir que tuviera más durabilidad y resistencia al impacto que sus contrapartes pero que ofreciera un grado de claridad mejorada para aumentar su flexibilidad de diseño. Con eso en mente, el IND405 es fuerte, resistente y útil para aplicaciones que incluyen dispositivos de análisis de fluidos, prototipos de lentes, carcasas y recintos transparentes y guías quirúrgicas.

Las especificaciones mecánicas de la IND405 incluyen:

• Resistencia a la tracción a la rotura:42 MPa
• Módulo de Young:1500 MPa
• Alargamiento al fallo:120 %
• Resistencia al impacto:IZOD con muescas:50 J/m
• Temperatura de deflexión térmica a 0,455 MPa:53 °C

CE 221:síntesis de luz digital Carbon® (DLS)™

Cyanate Ester (CE 221) es otra resina desarrollada por Carbon® para el proceso de fabricación aditiva de síntesis de luz digital (DLS). Comparable con el 14 % de nailon 6 reforzado con fibra de vidrio, el CE 221 es conocido por su resistencia a altas temperaturas y su rigidez.

Las propiedades clave de CE 221 incluyen resistencia a los rayos UV, biocompatibilidad y resistencia química a productos químicos, ácidos, alcoholes y bases domésticos e industriales. CE221 es semitransparente, con una coloración naranja.

Las especificaciones mecánicas de CE 221 incluyen:

• Resistencia a la tracción a la rotura:85 MPa
• Módulo de Young:3900 MPa
• Alargamiento al fallo:3 %
• Resistencia al impacto:IZOD con muescas:15 J/m
• Temperatura de deflexión térmica a 0,455 MPa:230 °C

Resina transparente:estereolitografía (SLA)

Clear es una resina desarrollada por Formlabs para la impresión 3D de estereolitografía (SLA), que produce piezas mediante un proceso de fotopolimerización. Ideal para crear piezas que requieren translucidez o que necesitan mostrar la funcionalidad interna, la resina transparente se usa comúnmente para fabricar componentes ópticos y piezas de iluminación.

Sin embargo, para lograr una mayor claridad, la resina transparente requiere un procesamiento posterior significativo. En la práctica, esto significa lijar o pulir manualmente las piezas o aplicar una capa de pulverización o una capa transparente.

Las especificaciones mecánicas de la resina transparente incluyen:

• Resistencia a la tracción a la rotura:65 MPa
• Módulo de Young:16 GPa
• Alargamiento al fallo:6,2 %
• Resistencia al impacto:IZOD con muescas:25 J/m
• Temperatura de deflexión térmica a 0,455 MPa/66 psi:73,1 °C

Alta temperatura:estereolitografía (SLA)

High Temp es una resina desarrollada para el proceso de estereolitografía por Formlabs. Transparente con un ligero tinte anaranjado, se destaca de otras resinas de impresión 3D transparentes por su fuerza y ​​resistencia a la temperatura:High Temp puede soportar temperaturas de hasta 238 °C con una carga mínima, por lo que se recomienda para aplicaciones tales como carcasas transparentes y accesorios o funciones de aire caliente, gas y flujo de fluidos donde la claridad es un requisito.

Al igual que la resina Clear, High Temp requiere un procesamiento posterior para mejorar su claridad. Sus especificaciones mecánicas incluyen:

• Resistencia a la tracción a la rotura:58,3 MPa
• Módulo de Young:2,6 GPa
• Alargamiento al fallo:13 %
• Resistencia al impacto:IZOD con muescas:18,2 J/m
• Temperatura de deflexión térmica a 0,455 MPa/66 psi:142 °C

Duradero:estereolitografía (SLA)

Durable es una resina desarrollada por Formlabs para resistir impactos, desgaste y deformaciones extremas antes de romperse. Ideal para crear prototipos de ingeniería, Durable también es útil para piezas que requieren una ligera flexibilidad o que necesitan superficies de baja fricción.

La resina duradera es semitransparente con una claridad similar al vidrio esmerilado y se puede lijar hasta obtener un acabado suave. Las especificaciones mecánicas de la resina duradera incluyen:

• Resistencia a la tracción a la rotura:28 MPa
• Módulo de Young:1000 MPa
• Alargamiento al fallo:55 %
• Fuerza de impacto:IZOD con muescas:114 J/m
• Temperatura de deflexión térmica a 0,455 MPa/66 psi:41 °C

Elástico – Estereolitografía (SLA)

La resina elástica de Formlabs es un material elastomérico transparente que ofrece baja dureza, alta elongación y alto retorno de energía, lo que significa que se doblará, estirará y comprimirá bien. El elástico es una alternativa útil a la silicona y es especialmente adecuado para piezas suaves al tacto que deben ser flexibles, duraderas e irrompibles.

La resina elástica se usa comúnmente para hacer modelos y prototipos médicos, en particular modelos anatómicos específicos para pacientes. También se utiliza para fabricar prendas de vestir y bienes de consumo, así como efectos especiales, maquetas y accesorios.

Las especificaciones mecánicas de la resina elástica incluyen:

• Resistencia a la tracción a la rotura:3,23 MPa
• Módulo de Young:–
• Alargamiento al fallo:160 %
• Resistencia al impacto — IZOD Con muescas:–
• Temperatura de deflexión térmica a 0,455 MPa/66 psi:–

Piezas claras:acabado y posprocesamiento

Es posible que las piezas fabricadas en resina transparente no alcancen los niveles de transparencia óptica deseados hasta que se hayan aplicado los acabados adecuados o hasta que hayan pasado por un procesamiento posterior. Los acabados relevantes y las opciones de procesamiento utilizadas para alcanzar la transparencia ofrecen diferentes ventajas y desafíos.

Con eso en mente, Fast Radius ha desarrollado una serie de técnicas para mejorar la claridad de las piezas impresas, incluido el lijado y el revestimiento transparente. Realizamos análisis caso por caso para determinar qué técnicas utilizar para una geometría específica y trabajaremos con usted para ayudarlo a lograr el mejor nivel posible de claridad que necesita para su pieza.

Si desea obtener más información sobre las capacidades de Fast Radius o está interesado en usar resina transparente en su próximo proyecto, comuníquese con nuestro equipo hoy mismo.

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