Comment faire des pièces transparentes et translucides

Les pièces transparentes et les prototypes ont une grande variété d'applications. Heureusement, ils sont également assez faciles à fabriquer, avec une large gamme de matériaux et de technologies de prototypage à votre disposition.

Cet article passe en revue les bases des pièces transparentes et translucides :pourquoi vous pourriez en avoir besoin, quels matériaux vous pouvez utiliser, quelles technologies de fabrication sont disponibles et d'autres considérations telles que le polissage et la teinture de vos pièces transparentes.

Pourquoi utiliser des pièces transparentes et translucides ?

Les concepteurs de produits peuvent souhaiter des pièces transparentes pour un certain nombre de raisons. Regardez autour de vous et vous verrez probablement au moins un objet artificiel transparent ou translucide, qu'il s'agisse d'une fenêtre en verre, d'un récipient transparent, d'un gobelet en plastique ou d'un morceau d'emballage alimentaire.

En général, cependant, il y a trois raisons (parfois qui se chevauchent) pour faire des pièces claires, et nous les expliquerons ici.

N'oubliez pas que la transparence signifie entièrement clair, de sorte que l'on puisse voir exactement ce qui se cache derrière le matériau, tandis que la translucidité signifie partiellement clair, de sorte que l'on puisse voir la lumière traverser le matériau ou une représentation floue de ce qui se trouve derrière le matériau.

• Visibilité :Premièrement, il y a les parties qui sont conçues pour être claires afin que les humains puissent voir à travers elles pour des raisons fonctionnelles. Il s'agit notamment d'éléments tels que les fenêtres, les lunettes, les contenants alimentaires, les porte-cartes d'identité et les boîtes en plastique pour la papeterie de bureau . Les parties de cette catégorie sont généralement entièrement transparentes :elles sont conçues pour que les humains puissent voir exactement ce qui se cache derrière le matériau transparent.
• Lumière :Deuxièmement, nous avons la catégorie des pièces qui doivent être dégagées pour des raisons fonctionnelles non liées à la vue humaine. Ceux-ci incluent tous les objets où la lumière doit traverser le matériau transparent à des fins mécaniques ou pratiques. Les exemples incluent les fenêtres à panneaux solaires, les serres et les terrariums. Articles tels que étuis pour lampes de poche et phares , bien que lié à la vue humaine, peut également être pris en compte ici, puisque le but de la section en plastique transparent est de laisser passer la lumière, et non de révéler ce qu'il y a à l'intérieur de la pièce.
• Esthétique :Troisièmement, il existe des parties transparentes ou translucides dont la clarté est purement esthétique. Les humains peuvent regarder à travers la pièce ou voir de la lumière venant de derrière, mais cela ne sert à rien. Ces pièces transparentes comprennent le matériel informatique et les jeux vidéo transparents, les jouets, les montres-bracelets en plastique, les instruments de musique en acrylique, les sacs de créateurs et certains manches d'outils/ustensiles.

Quels matériaux sont disponibles ?

Plusieurs matériaux peuvent être utilisés pour réaliser des pièces transparentes ou translucides. Celles-ci varient selon le procédé de fabrication utilisé.

Processus	Matériel	Avantages	Inconvénients
SLA	Résine transparente	Gestion rapide et économique Haute résolution	Très faible et cassant A besoin de matériel d'assistance
Usinage CNC	PMMA	Très haut niveau de clarté Facile à polir	Fragile par rapport au PC
	PC	Haute résistance aux chocs Résistance aux hautes températures	Moins clair que le PMMA Plus cher que le PMMA
	ABS	Haute résistance aux chocs Faible coût Résistant aux fissures de contrainte	Plus difficile à colorier que le PC
Moulage par injection	PMMA	Très haut niveau de clarté Facile à polir Colorants faciles à mélanger	Fragile par rapport au PC La résine doit être séchée avant le moulage
	PC	Haute résistance aux chocs Résistance aux hautes températures	Moins clair que le PMMA Plus cher que le PMMA La résine doit être séchée avant le moulage
	ABS	Haute résistance aux chocs Faible coût Résistant aux fissures de contrainte	Plus difficile à colorier que le PC
Moulage en uréthane	PX520 (de type PC)	Meilleure résistance aux chocs	Inférieur au vrai PC
	PX521 (type PMMA)	Niveau de clarté supérieur	Inférieur au vrai PMMA

Comment faire des pièces transparentes et translucides

Il existe quatre principales techniques de fabrication de pièces plastiques transparentes et translucides, toutes proposées par 3ERP. Chaque méthode a son propre ensemble d'avantages et d'inconvénients, bien que l'usinage CNC et l'outillage rapide/moulage par injection soient généralement meilleurs pour les pièces d'utilisation finale.

SLA

La stéréolithographie (SLA) est un procédé d'impression 3D qui utilise un laser focalisé pour solidifier une couche de résine durcissable aux UV. C'est l'un des moyens les plus rapides et les plus économiques de fabriquer des pièces transparentes, en particulier des pièces complexes avec des contre-dépouilles.

Avantages :

• Très rapide
• Economique
• Prend en charge les géométries complexes
• Haute résolution

Inconvénients :

• Produit des pièces fragiles et cassantes
• Les structures de support doivent être retirées après l'impression
• Matériaux limités aux formulations de résine spécifiques à la marque
• Pas pratique ou abordable pour les commandes de plusieurs unités

Moulage en uréthane

Le moulage en uréthane, un processus de fabrication de pièces en uréthane à l'aide de moules en silicone temporaires, est le meilleur moyen de créer 10 à 20 copies d'une pièce transparente, quel que soit son niveau de complexité. Comme SLA, il ne produit pas de pièces solides, mais il produit d'excellentes finitions de surface.

Avantages :

• Economique
• Très facile à teinter
• Simuler un moulage 2K
• Bonne apparence

Inconvénients :

• La transparence n'est pas à 100 %
• Produit des pièces fragiles et cassantes
• Les moules ne durent qu'environ 20 coups

Usinage CNC

L'usinage CNC, un processus de fabrication soustractif dans lequel la matière est sélectivement retirée d'une ébauche, est le seul moyen d'obtenir un prototype avec une transparence parfaite, et il peut également être utilisé pour fabriquer des pièces translucides laiteuses à partir de matériaux comme le DF23. L'usinage CNC produit également des détails super fins si de petites fraises (R0,1 mm, R0,05 mm, etc.) sont utilisées.

En savoir plus sur l'usinage acrylique.

Avantages :

• Haute qualité
• Niveau de clarté élevé
• Plusieurs choix de matériaux

Inconvénients :

• Coûteux en grande quantité
• Moins de liberté géométrique que SLA

Moulage par injection

Le moulage par injection, le processus d'injection de résine fondue dans un moule en métal, convient à certaines pièces claires. L'outillage rapide - fabrication d'un moule en aluminium à faible coût - convient à plus de 100 pièces, tandis que l'outillage de production est préférable lorsque plus de 10 000 pièces transparentes sont nécessaires.

Avantages :

• Haute qualité
• Economique en grandes quantités
• Large gamme de matériaux

Inconvénients :

• Ne convient pas aux commandes à faible volume (1 à 100)
• Quelques restrictions géométriques

Autres méthodes

La découpe laser ou découpe jet d'eau nous permet de réaliser des pièces à géométrie simple. Avec l'une ou l'autre de ces méthodes, nous pouvons fabriquer des pièces à partir de feuilles de matériau transparent qui pourraient être trop chères pour l'usinage CNC ou le moulage d'uréthane, ou qui ne sont pas mécaniquement adaptées au moulage par injection.

En savoir plus sur la découpe de feuilles d'acrylique et de PC.

Comment polir et ajouter de la couleur aux pièces transparentes

Polonais

Lors de la fabrication de pièces transparentes, un post-traitement est nécessaire pour atteindre le niveau de transparence requis. En général, le polissage après fabrication est le meilleur moyen de rendre les pièces SLA et CNC entièrement transparentes.

Pour les matériaux usinés CNC, en particulier le PMMA, le polissage peut augmenter considérablement la clarté, en partie parce que l'acrylique est très résistant aux petites rayures qui pourraient autrement être causées par l'équipement de polissage. Les approches de polissage comprennent le polissage, le polissage à la flamme (pour les pièces standard/non critiques) et l'usinage optique. Le PC est plus vulnérable aux rayures, donc le polissage à la vapeur est utilisé pour augmenter la clarté.

Le polissage améliore également la clarté des pièces SLA. Pour ces pièces transparentes imprimées en 3D, un processus en trois étapes de ponçage humide, de nettoyage du panneau de liège et de polissage avec un chiffon en microfibre peut produire de bons résultats.

Couleur

En plus du polissage, nous pouvons introduire de la couleur sur des pièces claires, généralement pour des raisons esthétiques. Avec des pièces moulées par injection ou moulées en uréthane, nous pouvons faciliter l'auto-texture et l'auto-coloration pendant l'étape de moulage en ajoutant des colorants et d'autres additifs. Alternativement (ou en complément), nous pouvons ajouter des teintes ou des couches de peinture après le processus de moulage, ce qui permet d'avoir deux couleurs sur la pièce finale.

Pour les pièces transparentes usinées CNC, nous pouvons utiliser des techniques telles que le sablage, la teinture ou la peinture texturée pour ajuster l'apparence. Un excellent aspect peut être obtenu sur de nombreuses pièces claires en utilisant un procédé de teinture. Les couleurs possibles incluent le rouge, le jaune, le bleu et l'orange. (Certaines couleurs comme le gris sont plus difficiles à contrôler.) La peinture est une autre option simple, mais elle peut produire des problèmes tels que la peau d'orange :une texture de surface bosselée indésirable.

En savoir plus sur la façon dont nous teignons les pièces en PMMA et PC.