干貨！透明3D打印指南

魔猴君  知識堂   493天前

從裝飾雕像到微流體研究，透明度是3D打印中非常有用的功能。產(chǎn)品設(shè)計師需要清晰透明的瓶子原型，牙醫(yī)看重清晰的3D打印手術(shù)指南，透明也是3D打印燈具、建筑模型和眼鏡的重要特征。

魔猴3D打印透明樹脂

透明三維打印技術(shù)帶來了令人興奮的商業(yè)和工程機(jī)遇。荷蘭初創(chuàng)公司Luxexcel生產(chǎn)3D打印處方鏡片，剛剛被Facebook母公司Meta收購。該公司可打印從標(biāo)準(zhǔn)鏡片到集成智能技術(shù)和AR/VR技術(shù)的各種鏡片。汽車制造商克萊斯勒則利用透明的3D打印技術(shù)來測試各種車橋差速器外殼中潤滑油的流動性和效率。

今天魔猴網(wǎng)將和大家通過該指南，了解透明3D打印的方法、技巧和最佳透明樹脂材質(zhì)，實現(xiàn)晶瑩剔透的3D打印部件。

3D打印透明樹脂工藝：SLA和FDM

3D打印透明燈罩（來源：Cults3D）

有許多類型的半透明材料可用于3D打印。在此，我們將重點介紹越來越多的真正透明（即完全透明）材料。首先，我們將介紹透明3D打印的主要方法（SLA和FDM），然后介紹獲得高質(zhì)量結(jié)果的最佳實踐。最后，我們將提供一份可用于透明3D打印的絲材和樹脂清單。

雖然您會在本文中找到許多技巧，但對于許多3D打印機(jī)來說，完美無瑕的透明部件可能是遙不可及的。與其自己打印零件，不如求助于3D打印服務(wù)，例如魔猴網(wǎng)可以提供工業(yè)級SLA3D打印透明樹脂，目前有600和800mm設(shè)備打印。

現(xiàn)在，讓我們來探討一下打印清晰透明3D零件的可用方法。

3D打印技術(shù)

用于Nexa3D透明零件的透明樹脂（來源：Nexa3D）

基于樹脂的打印顯然是透明部件的首選，因為層線遠(yuǎn)不如基于線材的方法明顯。有幾種基于樹脂的技術(shù)可以使用透明樹脂。透明樹脂在紫外光下固化后會產(chǎn)生透明部件，但要獲得最清晰的打印件，有一些技巧，例如以100%填充密度進(jìn)行打印，雖然需要更長的打印時間，但可以生產(chǎn)出晶瑩剔透的零件，甚至是功能性相機(jī)鏡頭。

1、缸聚合是一種3D打印工藝，您可以通過在缸中使用紫外光固化的透明樹脂來獲得透明部件。此類方法包括最常見且經(jīng)濟(jì)實惠的立體光刻(SLA)、速度稍快的數(shù)字光處理(DLP)和掩模立體光刻(MSLA)。

魔猴3D打印透明樹脂

2、材料噴射是另一種基于樹脂的方法，其中將紫外線固化樹脂一滴一滴地沉積到表面上，并用紫外線立即固化。Polyjet是3D打印機(jī)制造商Stratasys開發(fā)的材料噴射方法。要使用Polyjet獲得清晰的打印件，首先需要使用透明樹脂（例如Stratasys的VeroClear）。為了獲得最佳效果，Polyjet零件通常必須采用清漆、拋光或光漂白工藝進(jìn)行精加工。3D打印機(jī)制造商Mimaki的專有技術(shù)也是材料噴射的一種。它使用噴墨打印技術(shù)將白色、透明和CMYK格式的UV固化液體樹脂以及可溶性支撐材料逐層沉積在床上。每層均由紫外線固化。

3、FDM使您能夠使用透明線材和幾乎任何FDM打印機(jī)來實現(xiàn)透明部件。此過程會在成品零件的邊緣留下可見的脊線，但通過后處理和我們在下面詳細(xì)介紹的一些技巧，可以將它們?nèi)コ?/span>

3D打印透明材質(zhì)技巧

對于SLA透明3D打印，實現(xiàn)真正透明的最佳方式主要發(fā)生在后處理中。還有可以在透明樹脂中添加一點藍(lán)色染料，以抵消紫外線泛黃過程—盡管這可能會導(dǎo)致印打印件透明度不是純色。

魔猴3D打印透明樹脂

使用材料擠出或FDM進(jìn)行打印時，有一些步驟可以提高打印質(zhì)量。例如，您應(yīng)該使用較高的熱端溫度、較大的層高和較低的填充量。這些步驟將確保透明材料適當(dāng)熔化、間隔開并足夠空心，以獲得最佳透明度。

還要考慮您的設(shè)置：您需要垂直于Z軸、XY平面的透明度，還是完全透明？為了制作透明花瓶，您很可能只需要X軸和Y軸（穿過它）的透明度。為了制作平面窗口，您只需要Z軸的透明度。為了完全透明，您需要所有軸都透明。

要實現(xiàn)X軸和Y軸的透明度，需要相對于所使用的噴嘴尺寸具有較大的層高。更大、更球形的層往往會折射更少的光，從而產(chǎn)生更透明的3D打印部件。根據(jù)材料制造商Taulman3D的說法，以噴嘴直徑的70%至90%進(jìn)行打印會產(chǎn)生更透明的打印效果。

建議使用以下設(shè)置來提高使用此技術(shù)的透明度：

打印速度變慢（正常打印速度的25%–30%）

使用更大的噴嘴打印更厚的層

以噴嘴直徑的70%–90%進(jìn)行打印，以獲得折射較少光線的結(jié)構(gòu)

使用燈絲范圍內(nèi)的最高噴嘴溫度（確保塑料熔化）

使用高于100%的流速（在本例中為108%）

禁用風(fēng)扇或打印冷卻

后處理：

1、精細(xì)打磨

在水中打磨透明樹脂部件可去除表面劃痕、層線和瑕疵（照片：Christopher Daniels）

對于大多數(shù)3D打印，需要進(jìn)行后處理才能達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。透明打印也不例外。事實上，大部分實際透明度都是后處理實現(xiàn)的。

盡管SLA可以生產(chǎn)出真正令人驚嘆的透明部件，但這種方法的一個主要問題是隨著時間的推移會泛黃。表面也會變得暗淡。有幾個步驟可以減輕這些影響。

首先，必須清潔零件。通常這是用異丙醇完成的。然后它們在紫外線下固化。

避免過度固化以防止泛黃。最后，零件必須經(jīng)過打磨、拋光，并涂上透明涂層或清漆。

為了獲得最佳效果，打磨應(yīng)從400目開始，逐漸增加到12,00目，此時零件會變得反光。打磨和拋光后，噴涂透明涂層可產(chǎn)生漂亮的表面效果，并防止紫外線照射導(dǎo)致泛黃?；蛘呖梢詫⒘慵霕渲幸垣@得真正光滑的表面（盡管這對于鏡片來說并不理想）。

2、光漂白

另一種后處理方法稱為光漂白。此方法需要額外的機(jī)器，例如Stratasys制造的ProBleacher。

當(dāng)涉及FDM打印時，通常建議打磨和透明涂層，例如這種噴涂聚氨酯涂層。一些基于長絲的3D打印部件可以用溶劑處理。例如，PolySmooth長絲是專門為透明模型設(shè)計的長絲。PolySmooth可以用乙醇完成，將其噴灑到印刷品上并晾干幾天。多次重新應(yīng)用使零件變得透明。然而，該部件可能會因溶劑而失去尺寸穩(wěn)定性。

請注意，溶劑不能用于所有FDM打印，比如在ABS零件上使用溶劑會導(dǎo)致令人不喜歡的瑕疵表面。

編譯整理：ALL3D