3D-печать прозрачных деталей — как добиться идеальной оптики

3D-печать прозрачных деталей вызывает сложности, которая связана с самим процессом послойного создания образцов. Обычные трехмерные печатные объекты получаются полупрозрачными или мутными. Как добиться полной прозрачности создаваемых 3D-моделей?

Сложности получения прозрачных моделей

Можно выделить следующие причины, которые приводят к недостаточной прозрачности деталей при 3D-печати:

1. Слоистая структура. Выражается микроскопическими ступенями на поверхности. Они работают в качестве крошечных призм, которые преломляют световые лучи. Эффект будет заметным, даже если высота каждого слоя составляет 0,1 мм.
2. Между слоями проникают пузырьки воздуха. В случае применения пластика при нагреве выделяются летучие вещества, которые формируют полости. Каждый пузырек станет дополнительным препятствием для прохождения света. Эффект матовости становится все большим.
3. Химический состав филамента влияет на степень помутнения. Если используется PETG с компонентами повышения ударной вязкости, модель получается мутной по сравнению с чистым материалом без внесения модификаторов.

Данные факторы обязательно учитывают, если необходима высокая прозрачность готовой модели. В противном случае изделия становятся матовыми.

Как добиться идеальной оптики

Чтобы получить идеальную оптику при печати прозрачных деталей, необходимо снизить количество светорассеивающих пустот, несоответствий. Последний характерны для стандартных матовых трехмерных печатных изделий, не вызывают проблем.

Важно учитывать следующие параметры:

• выбор материалов;
• настройки печати;
• постобработка;
• тестирование.
  
  

Если соблюдать необходимые требования на каждом этапе, можно получить достаточно прозрачные модели. Появляется возможность визуализировать проект перед запуском в производство. Появляются детали со сложной геометрической формой, тонкими стенками, полостями. Для таких моделей часть выбирают высокую гладкость и прозрачность всех поверхностей, чтобы можно было рассмотреть сложную структуру.

Выбор материала

Чтобы добиться высокой степени прозрачности используют специальные материалы:

• PETG. Используется состав без пластификаторов в чистом виде. Проявляются максимальные параметры чистоты, если сравнивать с другими термопластами.
• Прозрачные смолы. Применяются в фотополимерных принтерах. Состав дает хорошую чистоту. Поверхность становится гладкой, отсутствуют видимые линии слоев. Некоторые смеси специально разрабатываются для получения повышенной однородности и максимальной чистоты.
• SBS. Материал отличается высокой пластичность. Его используют для получения достаточно тонких декоративных элементов.

Внимание! Важным фактором становится не только правильный подбор материала, но и его консистенция, параметр чистоты. Прозрачность достигается в большей степени, если молекулярная структура однородная, а в структуре исключаются примеси.

Правильные настройки печати

В процессе трехмерной печати учитывают важные настройки:

1. Высота слоя. Для достижения большей прозрачности уменьшается высота слоя. Параметр устанавливает до показателя 0,12 мм или меньшего – 0,08 мм. Чем тоньше слой, тем меньшее количество пустот появляется. В результате практически не происходит эффект преломления и рассеивания света, проявления матовости уходят.
2. Скорость печати и охлаждения. Достигается правильный баланс. Если охлаждение достаточное, сохраняется целостность каждого слоя. Слишком высокая скорость печати может приводить к формированию нестыковок и воздушных карманов, которые приводят к ухудшению параметра прозрачности.
3. Заполнение. Применяются настройки без заполнения. Можно использовать очень низкое заполнение, менее 10%. Такой подход снижает появление внутренних структур, которые бы могли преломлять и рассеивать свет.

Чтобы получить детали без матовых включений, нужно тщательно подходить к настройкам. Учитывается каждый параметр, который может повлиять на конечное качество, прочность продукции.

Выполнение постобработки

Если конечная деталь получилась недостаточно прозрачной, можно использовать разные методы постообработки:

1. Полировка, шлифовка. Это ручная работа, которая помогает выравнивать поверхности. В результате сводится к минимуму образование линий слоя, устраняются другие мелкие дефекты и неровности.
2. Покрытие смолой. Прозрачная смола наносится тонким слоем. Необходимо полностью заполнить все несоответствия или пробелы. Происходит отверждение материала ультрафиолетовым светом. 
3. Сглаживание паров. Используется для некоторых материалов, включая PETG или ABS. Метод парового сглаживания позволяет сплавить или расплавить внешние слои отпечатка. Появляется бесшовная поверхность, которая позволяет добиться полной оптической прозрачности.

Методики применяются, если общая прозрачность достаточно высокая. Нахождение большого количества полостей в структуре изделия не получится исправить.

Проведение тестирования

Прежде, чем приступить к реализации крупного проекта, важно провести пробную печать небольшой детали. Такой подход помогает уточнять настройки, выбирать материалы для достижения лучшей оптической четкости.

Работы по созданию прозрачных изделий нужно доверять профессионалом, которые постоянно работают над созданием оригинальных образцов. Они имеют опыт получения моделей без внутренних полостей, могут исключить эффект преломления и рассеивания света. Мастера часто применяют такой метод при получении ювелирных украшений со сложной геометрией и множеством граней.

Таким образом, трехмерная печать прозрачных деталей требует серьезной предварительной подготовки – тщательного выбора материалов и технологий, настройки минимальной толщины слоя, баланса охлаждения и скорости печати. Если правильно соблюсти специфику работы и параметры работы, получаются декоративные детали с высокой прозрачностью.