Maîtriser l'impression 3D transparente : Innovation en résine claire

Le paysage de la fabrication additive évolue constamment, particulièrement dans l'espace matériaux — où les fournisseurs doivent améliorer et adapter leurs offres pour répondre aux besoins des fabricants. La technologie d'impression 3D moderne dispose d'une gamme de matériaux additifs pour créer des pièces opaques, type plastique, mais quand il s'agit de fabriquer des pièces transparentes ou translucides, les choix de matériaux peuvent être plus difficiles.

Il n'y a pas de pénurie de projets de fabrication qui nécessitent un certain degré de transparence ou translucidité et qui bénéficieraient donc d'une option de construction en résine claire. Les guides de lumière, par exemple, ont de larges applications dans l'électronique grand public, l'équipement de chirurgie dentaire et les dispositifs microfluidiques — parmi d'autres usages industriels finaux. De même, la résine d'impression 3D claire peut être utilisée pour créer une gamme de pièces optiques, incluant lentilles, raccords lumineux et boîtiers transparents. Compte tenu des applications potentielles, il est logique d'explorer comment la résine claire s'intègre dans le processus de fabrication additive.

Puis-je imprimer en 3D des pièces en plastique transparent ?

Il existe une perception dans le marché de la fabrication additive que les impressions 3D en résine claire posent des défis de fabrication que d'autres matériaux ne posent pas — incluant temps d'impression plus longs, exigences pour des processus de finition intensifs en main-d'œuvre, ou pièces finales de qualité inférieure. Ces facteurs ont valu aux résines claires une réputation d'être prohibitifs en coûts et d'avoir un ensemble d'applications limité.

Cependant, bien que certains défis de production additive existent, il est tout à fait possible de créer des pièces en plastique clair ou translucide en utilisant la technologie d'impression 3D, avec les mêmes avantages de vitesse, précision et efficacité coût que d'autres matériaux additifs. Dans certains cas, les pièces claires peuvent nécessiter des finitions et du post-traitement pour atteindre une plus grande clarté — mais ces considérations peuvent être intégrées dans le processus de conception de la même manière que pour la production de pièces opaques.

Avec cela à l'esprit, si vous cherchez une résine pour répondre aux exigences de clarté de votre projet, examinons certains des matériaux les plus efficaces et leurs processus de fabrication additive respectifs.

Matériaux de résine claire pour impression 3D

IND 405 — Carbon® Digital Light Synthesis (DLS)™

Une résine claire développée par Carbon® pour le processus d'impression 3D Digital Light Synthesis (DLS)™, LOCTITE 3D IND 405 est une résine monocomposant — ce qui signifie qu'elle peut être imprimée rapidement et facilement. Une fois durcie, les pièces IND 405 ont une apparence de surface givrée — après un post-traitement suffisant, il est possible d'améliorer cette clarté.

L'IND405 a été développé suite aux retours spécifiques d'ingénieurs qui voulaient un matériau d'impression 3D facile à imprimer, avec plus de durabilité et résistance aux chocs que ses équivalents, mais offrant un degré de clarté amélioré pour augmenter sa flexibilité de conception. Dans cet esprit, l'IND405 est solide et résistant et utile pour applications incluant dispositifs d'analyse de fluides, prototypes de lentilles, boîtiers et enceintes clairs, et guides chirurgicaux.

Les spécifications mécaniques de l'IND405 incluent :

• Résistance à la traction à la rupture : 42 MPa
• Module de Young : 1500 MPa
• Allongement à la rupture : 120%
• Résistance aux chocs — IZOD Entaillé : 50 J/m
• Température de fléchissement sous charge à 0,455 MPa : 53 °C

CE 221 — Carbon® Digital Light Synthesis (DLS)™

L'Ester Cyanate (CE 221) est une autre résine développée par Carbon® pour le processus de fabrication additive de synthèse par lumière numérique (DLS). Comparable à du Nylon 6 chargé à 14% en verre, le CE 221 est connu pour sa haute résistance à la température et sa rigidité.

Les propriétés clés du CE 221 incluent la résistance aux UV, la biocompatibilité, et la résistance chimique aux produits chimiques domestiques et industriels, acides, alcools et bases. Le CE221 est semi-transparent, avec une coloration orangée.

Les spécifications mécaniques du CE 221 incluent :

• Résistance à la traction à la rupture : 85 MPa
• Module de Young : 3900 MPa
• Allongement à la rupture : 3 %
• Résistance aux chocs — IZOD Entaillé : 15 J/m
• Température de fléchissement sous charge à 0,455 MPa : 230 °C

Résine claire — Stéréolithographie (SLA)

Clear est une résine développée par Formlabs pour la stéréolithographie (SLA) d'impression 3D, qui produit des pièces par un processus de photopolymérisation. Idéale pour créer des pièces nécessitant de la translucidité, ou qui doivent mettre en valeur une fonctionnalité interne, la résine Clear est couramment utilisée pour fabriquer des composants optiques et pièces d'éclairage.

Pour atteindre une clarté améliorée, cependant, la résine Clear nécessite un post-traitement significatif. En pratique, cela signifie poncer ou polir manuellement les pièces ou appliquer un revêtement en spray ou un vernis clair.

Les spécifications mécaniques de la résine Clear incluent :

• Résistance à la traction à la rupture : 65 MPa
• Module de Young : 16 GPa
• Allongement à la rupture : 6,2 %
• Résistance aux chocs — IZOD Entaillé : 25 J/m
• Température de fléchissement sous charge @ 0,455 MPa/66 psi : 73,1 °C

High Temp — Stéréolithographie (SLA)

High Temp est une résine développée pour le processus de stéréolithographie par Formlabs. Claire avec une légère teinte orangée, elle se distingue des autres résines d'impression 3D claires par sa résistance et sa résistance à la température : High Temp peut supporter des températures jusqu'à 238 °C avec charge minimale, et est donc recommandée pour applications comme boîtiers et fixations clairs, ou fonctions de flux d'air, gaz et fluides chauds où la clarté est requise.

Comme la résine Clear, High Temp nécessite du post-traitement pour améliorer sa clarté. Ses spécifications mécaniques incluent :

• Résistance à la traction à la rupture : 58,3 MPa
• Module de Young : 2,6 GPa
• Allongement à la rupture : 13 %
• Résistance aux chocs — IZOD Entaillé : 18,2 J/m
• Température de fléchissement sous charge @ 0,455 MPa/66 psi : 142 °C

Durable — Stéréolithographie (SLA)

Durable est une résine développée par Formlabs pour résister aux chocs, à l'usure et à la déformation extrême avant de casser. Idéale pour créer des prototypes d'ingénierie, Durable est aussi utile pour les pièces nécessitant une légère flexibilité ou des surfaces à faible frottement.

La résine Durable est semi-transparente avec une clarté similaire au verre dépoli, et peut être poncée pour une finition lisse. Les spécifications mécaniques de la résine Durable incluent :

• Résistance à la traction à la rupture : 28 MPa
• Module de Young : 1000 MPa
• Allongement à la rupture : 55%
• Résistance aux chocs — IZOD Entaillé : 114 J/m
• Température de fléchissement sous charge @ 0,455 MPa/66 psi : 41 °C

Elastic — Stéréolithographie (SLA)

La résine Elastic de Formlabs est un matériau élastomère transparent offrant un faible duromètre, un fort allongement et un fort retour d'énergie, ce qui signifie qu'elle se plie, s'étire et se compresse bien. Elastic est une alternative utile au silicone, et est particulièrement adaptée aux pièces soft-touch qui doivent être flexibles, durables et incassables.

La résine Elastic est couramment utilisée pour fabriquer des modèles et prototypes médicaux, particulièrement des modèles anatomiques spécifiques au patient. Elle est aussi utilisée pour fabriquer des wearables et biens de consommation, et effets spéciaux, modèles et accessoires.

Les spécifications mécaniques de la résine Elastic incluent :

• Résistance à la traction à la rupture : 3,23 MPa
• Module de Young : –
• Allongement à la rupture : 160%
• Résistance aux chocs — IZOD Entaillé : –
• Température de fléchissement sous charge @ 0,455 MPa/66 psi : –

Pièces claires : Finition et post-traitement

Les pièces fabriquées en résine claire peuvent ne pas atteindre les niveaux de transparence optique désirés jusqu'à ce que des finitions appropriées aient été appliquées, ou qu'elles aient subi du post-traitement. Les finitions et options de traitement pertinentes pour atteindre la transparence offrent différents avantages et défis.

Dans cet esprit, Fast Radius a développé un certain nombre de techniques pour améliorer la clarté des pièces imprimées, incluant le ponçage et le vernissage clair. Nous effectuons une analyse au cas par cas pour déterminer quelles techniques utiliser pour une géométrie spécifique et nous travaillerons avec vous pour atteindre le meilleur niveau de clarté possible dont vous avez besoin pour votre pièce.

Si vous voulez en savoir plus sur les capacités de Fast Radius, ou êtes intéressé à utiliser de la résine claire dans votre prochain projet, veuillez contacter notre équipe dès aujourd'hui.

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