Impression 3D de pièces transparentes ou translucides :ce que vous devez savoir

La transparence, déterminée par la quantité de lumière qui traverse un objet, est souvent une propriété souhaitable dans les pièces imprimées en 3D. La transparence est essentielle pour de nombreux biens de consommation, tels que les emballages cosmétiques et les produits de cuisine, tandis que des guides chirurgicaux et des modèles médicaux clairs aident les professionnels de la santé à faire leur travail de manière sûre et efficace.

Voici ce que vous devez savoir sur l'impression 3D claire, y compris des conseils pour maximiser la clarté, les matériaux translucides à utiliser et les technologies d'impression 3D courantes.

Considérations clés pour maximiser la transparence

Pour obtenir la transparence d'une pièce imprimée en 3D, vous devez respecter les trois règles suivantes :

1. Le matériau plastique que vous utilisez doit être transparent par lui-même.
2. Le processus d'impression 3D que vous sélectionnez doit empêcher la formation de bulles d'air dans la pièce.
3. La zone transparente souhaitée doit avoir une surface lisse.

Le respect de ces règles garantira que votre pièce imprimée en 3D sera claire, mais les concepteurs et les ingénieurs doivent garder à l'esprit quelques facteurs supplémentaires s'ils souhaitent maximiser la transparence.

Premièrement, les géométries complexes - en particulier les conceptions incurvées - réfractent naturellement plus de lumière et sont moins susceptibles de ressortir claires. De plus, des parois plus épaisses dispersent plus de lumière que des parois minces et peuvent donc rendre une pièce plus opaque une fois imprimée. Pour minimiser la réfraction de la lumière et maximiser la transparence, concevez votre pièce imprimée en 3D avec des lignes simples et épurées et les parois les plus fines possibles.

Technologies pour des pièces imprimées en 3D transparentes

Avant de commencer la production, vous devez décider du type de transparence que vous souhaitez, qui dépend du type de produit que vous créez. Par exemple, si vous fabriquez un vase transparent, vous n'avez besoin que de transparence sur les axes X et Y ou de transparence sur le vase lui-même. Si vous créez une fenêtre plate, en revanche, vous n'avez besoin que de transparence sur l'axe Z. Pour obtenir une transparence totale, il faut une transparence sur tous les axes.

Savoir quels axes doivent être transparents vous aidera également à choisir le procédé d'impression 3D à utiliser. Les technologies les plus couramment utilisées pour imprimer des pièces transparentes ou translucides sont la stéréolithographie (SLA), le Carbon Digital Light Synthesis Process™ (processus DLS), la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) et PolyJet.

SLA

Le SLA est un processus d'impression 3D qui utilise la photopolymérisation pour créer des pièces très détaillées à partir de résines polymères. Ce processus imprime en couches très fines, ce qui le rend idéal pour l'impression 3D transparente et pour obtenir une transparence optique complète.

En outre, SLA est bien connu pour produire des finitions de surface lisses. Cependant, les équipes produit doivent savoir que les impressions 3D SLA impliquent des structures de support qui devront être retirées en post-production, ce qui peut affecter l'aspect final de votre pièce.

Le processus Carbon DLS™

Le procédé Carbon DLS est un procédé polymère à base de résine qui utilise la lumière et la chaleur pour créer des pièces avec des propriétés isotropes, des géométries complexes et d'excellentes finitions de surface. DLS propose une large gamme de matériaux, notamment le guide chirurgical Whip Mix et le LOCTITE 3D IND405, qui peuvent tous deux être utilisés pour produire des pièces transparentes.

Comme SLA, le procédé Carbon DLS produit des finitions de surface exceptionnelles. Cela nécessite également des structures de support qui doivent être supprimées en post-production.

FDM

Au cours du processus FDM, une buse d'impression chauffée fait fondre le matériau thermoplastique, puis l'extrude sur un parcours d'outil défini, révélant un produit fini couche par couche. FDM donne aux équipes de produits la liberté de créer de grandes pièces translucides, mais il y a quelques limitations clés dont elles doivent tenir compte. Par exemple, en raison de la nature de l'extrusion, de très petits espaces se forment entre les couches de matériau, ce qui réduit la quantité de lumière capable de traverser la pièce imprimée en 3D transparente.

De plus, même s'il est possible d'obtenir une transparence sur les axes X, Y et Z d'une pièce avec FDM, cela peut être très difficile. Trouver les réglages optimaux pour les matériaux transparents peut prendre plusieurs tentatives. Vous devrez optimiser la température et le débit d'extrusion du matériau, la température du lit d'impression, la vitesse d'impression, le diamètre de la buse, l'épaisseur de la hauteur de couche, etc. pour débloquer la combinaison gagnante. Cela peut ne pas être un problème pour les ingénieurs chevronnés, mais les équipes moins expérimentées pourraient envisager de choisir un processus de fabrication plus simple.

PolyJet

PolyJet est une technologie de fabrication additive avancée qui offre des résultats comparables au moulage par injection, mais avec tous les avantages de la fabrication additive. Au cours de ce processus, une tête d'impression pulvérise une couche de résine photopolymère dans une matrice de gel, puis durcit la résine sous une lumière ultraviolette. Cela produit des couches de matériau incroyablement lisses avec des finitions de surface tout aussi lisses. Comme SLA, PolyJet est excellent pour créer des pièces très détaillées.

Matériaux translucides courants pour l'impression 3D

Voici cinq plastiques et résines translucides couramment utilisés pour créer des pièces imprimées en 3D transparentes.

1. LOCTITE 3D IND405 :Cette nouvelle résine transparente de Carbon est résistante, semi-rigide et l'un des matériaux d'impression 3D les plus transparents sur le marché aujourd'hui. Idéal pour les guides chirurgicaux, les boîtiers, les gabarits et les fixations, ce matériau est suffisamment solide pour une grande variété de cas d'utilisation et suffisamment clair pour donner aux concepteurs la flexibilité esthétique dont ils ont besoin.

1. Guide chirurgical Whip Mix pour imprimantes carbone :Comme son nom l'indique, Whip Mix Surgical Guide est un bon choix pour les guides chirurgicaux transparents car il est non cytotoxique, ne provoque pas d'hypersensibilité chimique au fil du temps et est conforme à la norme ISO 10993-1:2018 pour une utilisation dans les dispositifs dentaires ou médicaux.
2. Polyéthylène téréphtalate glycol (PETG) :Le PETG est un filament d'impression 3D solide, formable et résistant aux chocs qui offre une excellente clarté. Ce matériau est également conçu pour réduire la dégradation thermos-oxydative et minimiser le jaunissement dû à la lumière ultraviolette, ce qui aidera à garder votre pièce imprimée en 3D limpide. Les applications courantes incluent la signalisation électrique, les protections de machines et les emballages alimentaires.
3. Acrylonitrile butadiène styrène (ABS) :L'ABS est un polymère thermoplastique courant que l'on trouve dans les appareils électroménagers, les pièces automobiles, les raccords de tuyauterie et même les jouets LEGO. Même si ce matériau est translucide plutôt que transparent dans sa forme initiale, vous pouvez obtenir de la transparence grâce au post-traitement et à la finition.
4. Polycarbonate (PC) :Le polycarbonate est un thermoplastique technique de haute performance qui est résistant, solide et facilement thermoformé. En plus d'offrir une excellente clarté, ce filament d'impression 3D transparent a également un éclat brillant.

Options de post-traitement et considérations clés pour les pièces translucides

Quel que soit le processus d'impression 3D ou le matériau que vous utilisez, votre pièce doit subir un post-traitement pour vraiment briller. Le ponçage et le polissage manuels sont parmi les meilleures options pour des pièces imprimées en 3D claires avec des formes simples et peu de détails, mais il est très difficile de supprimer toutes les lignes de couche par la seule finition manuelle. De plus, le ponçage manuel peut laisser des micro-rayures sur la surface. Pour de meilleurs résultats, lissez la surface de la pièce avec une gamme de grains de papier de verre incrémentiels et polissez-la avec un nettoyant acrylique et un chiffon en microfibre - ceci est similaire au processus utilisé pour fabriquer des pièces métalliques hautement polies.

Le revêtement par pulvérisation est un moyen facile d'améliorer la clarté sans réduire les détails, ce qui le rend idéal pour les pièces aux détails complexes. La simple application d'un revêtement de pulvérisation transparent dissimulera les lignes de couche, mais cela peut également provoquer un jaunissement. Pour une finition lisse et vitreuse, préparez la pièce en ponçant manuellement la surface avant d'appliquer le revêtement par pulvérisation.

Pour obtenir la finition la plus claire possible en post-traitement, appliquez un revêtement de résine. Cette approche ne fonctionne que sur des surfaces planes ou presque planes, mais c'est le choix idéal lorsque vous avez besoin de pièces entièrement transparentes. Le trempage de résine peut également être utilisé pour créer une surface plus lisse pour les pièces imprimées par FDM ou PolyJet. La rêne visqueuse remplit toutes les rayures de la pièce et forme une surface complètement lisse.

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Beaucoup de travail de préparation est consacré à l'impression 3D de pièces translucides ou transparentes. Vous devez déterminer le type de transparence requis par votre application, sélectionner la résine transparente la mieux adaptée, choisir un processus d'impression 3D qui laissera passer le plus de lumière et finaliser la pièce avec le meilleur processus de finition. Un partenaire de fabrication expérimenté peut optimiser le processus de développement du produit, de la conception à la livraison.

Lorsqu'il s'agit de sélectionner un partenaire de fabrication expérimenté, Fast Radius est le choix évident. Notre équipe d'ingénieurs, de concepteurs et de technologues expérimentés a accès aux dernières technologies et connaissances de l'industrie. Laissez-nous éliminer le stress lié au développement de produits en vous aidant à rationaliser vos conceptions, à créer rapidement des prototypes, à sélectionner des matériaux abordables, à fabriquer efficacement et à exécuter vos commandes à un prix et dans des délais compétitifs. Faites passer vos pièces imprimées en 3D transparentes au niveau supérieur avec Fast Radius. Contactez-nous aujourd'hui - faisons quelque chose d'incroyable.

Pour plus d'informations sur l'impression 3D, consultez nos articles sur la texturation de pièces imprimées en 3D, la conception de produits avec des treillis imprimés en 3D, et plus encore dans le centre de ressources Fast Radius.

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