pro některé lidi, kteří se zabývají 3D tiskem, je vytvoření projektu, který je zcela jasný, něco jako svatý grál. Jak vám řekne každý, kdo to zkusil, není to tak jednoduché jako použití čirého vlákna. Dosažení tohoto výkonu vyžaduje velmi specifické nastavení tiskárny a následné zpracování, to vše s ohledem na základní pojmy optiky.

Jak lze dosáhnout plně průhledného 3D tisku? Už se nedivím, protože jsme vzali zkušenosti lidí, kteří byli schopni uspět s průhledným 3D tiskem a přišli s tímto rychlým průvodcem. Samotný proces nebude rychlý – vše, co můžeme říci, je, že doufáme, že máte trpělivost.

co je potřeba k tomu, aby něco bylo transparentní? Přehled optiky

začněme náš průvodce krátkou diskusí o optice odpovědí na tuto otázku-co dělá objekt průhledným? Při navrhování objektu, který chceme být co nejjasnější nebo nejtransparentnější, se snažíme vyhnout dvěma jevům: absorpci a difrakci světla.

absorpce se týká schopnosti objektu absorbovat světlo místo toho, aby ho odrážel nebo nechal projít. K tomu dochází, protože elektrony neprůhledného materiálu mají energetické stavy, které jim umožňují pohybovat se z jednoho pásma do druhého, čímž absorbují energii z fotonů světla.

v průhledných objektech jsou energetické hladiny uspořádány tak, že absorbují fotony při frekvenci viditelného světla. Je však možné, že absorbují fotony infračerveného nebo ultrafialového světla nebo světla při frekvencích, které nelze vidět pouhým lidským okem.

zatímco absorpce je typicky jev, který je funkcí materiálu, difrakce může být řízena zpracováním. Při difrakci rozptyl paprsků světla nebo vnitřních odrazů zabraňuje přenosu světla přes objekt. To je obvykle způsobeno nečistotami v materiálu nebo nedokonalostmi na povrchu materiálu.

Materiály vyrobené z krystalů – např. sklo – také vykazují transparentnost, protože hranice mezi sousedními krystaly jsou menší než frekvence viditelného světla. Toho je dosaženo rychlým ochlazením skla za vysokotlakého prostředí, což vede k tvorbě velmi malých krystalů s velmi malými hranicemi zrn.

naším klíčovým východiskem z této diskuse je, že při 3D tisku jasného objektu musíme vzít v úvahu dvě cesty-materiál a jeho zpracování. Pojďme řešit každý zvlášť.

Použít jasné vlákno

první složkou naší mise je materiál. Naštěstí je to docela přímočará záležitost. Čirá vlákna již nejsou neobvyklá. Většina čirých vláken, které si dnes můžete koupit, je vyrobena z PLA, ale existuje také několik možností vyrobených z PETG nebo ABS.

na samotném materiálu nezáleží. Kterákoli ze tří možností vlákna, které jsme uvedli výše, lze použít k vytvoření téměř dokonale jasných 3D výtisků. Mějte však na paměti, že ne všechny plasty jsou přirozeně jasné. Zejména ABS je přirozeně nažloutlý bílý plast, který vyžaduje přísady k dosažení jasného vzhledu.

musíte být náročnější na kvalitu čirých vláken mezi různými značkami. Nejprve budete chtít vlákno, které skutečně vypadá jasně. V závislosti na značce a jak struna byla vyrobena, některé jasné vláken může být lehce průsvitné, nebo mají menší žlutý odstín. Dávejte si také pozor na vlákno se vzduchovými bublinami, protože tyto mohou snadno způsobit těžkou difrakci světla a znemožnit dosažení dokonale jasného vzhledu.

Vyberte, která osa musí být průhledná

než začnete tisknout model, bylo by rozumné rozhodnout, na kterých osách potřebujete, aby byl objekt průhledný. Budete se na to dívat ze strany (osy x a y) nebo z horní (osa z)? Dosažení průhlednosti v ose z je mnohem jednodušší a rozhodně složitější v ose x a ose y. Bohužel je to častěji. U pevných objektů může být dokonce cílem průhlednost ve všech třech osách.

tisk s velkými vrstvami

při nastavování parametrů tisku musíme mít na paměti, že se snažíme snížit difrakci a vnitřní odraz. To znamená, že paprsky světla širší cesty pro přenos s minimálními ‚ nečistoty, které mohou způsobit světelné paprsky odrazit v nepředvídatelných směrech.

prvním způsobem, jak dosáhnout tohoto efektu, je tisk tlustými vrstvami. Doporučuje se výška vrstvy nastavená až na 90% průměru trysky. Důvodem je to, že silnější a sféričtější vrstvy snižují vnitřní odraz tím, že poskytují paprsky světla silnější segmenty materiálu, kde mohou procházet nerušeně.

tenké vrstvy nemusí být nutně problém, pokud je můžete přimět, aby se navzájem „spojily“ a vytvořily pevnější blok plastu. Hranice vrstev, které nejsou zcela roztaveny, však mohou působit jako nečistoty na vnitřním povrchu hotového tisku, což způsobuje difrakci a lom. Tisk s tlustými vrstvami také nutí materiál blíže k sobě, než je obvyklé, takže je méně pravděpodobné, že vytvoří odlišné hranice vrstvy.

tisk pomalý a horký

budete chtít, aby se každá vrstva téměř úplně spojila s předchozí vrstvou, proto doporučujeme tisknout při nejvyšší možné teplotě. To znamená nastavit teplotu tisku na nejvyšší hodnotu doporučeného teplotního rozsahu použitého vlákna. V některých případech můžete dokonce těžit z překročení doporučeného rozsahu o několik stupňů. Myšlenka je opět vytvořit jediný pevný blok materiálu místo jednoho s jasně vymezenými vrstvami.

Další strategií je pomalý tisk-asi o 30% pomalejší než normální rychlost tisku pro vaše vlákno. To pomáhá s přesností a zajišťuje, že vrstvy jsou položeny přesně tam, kde je třeba, aby bylo dosaženo úplného roztavení. Zahrnutí vzduchových bublin je také něco, čemu se snažíte vyhnout pomalým tiskem. Přesný pohyb tiskové hlavy samozřejmě závisí na správné kalibraci, proto se před zahájením procesu tisku ujistěte, že provedete kalibraci trysky a navádění tiskové hlavy.

tisk se 100% výplní

při prohlížení objektu v ose, kde chcete, aby byl průhledný, může jakýkoli posun materiálu způsobit vnitřní odrazy nebo lom. U pevných předmětů to znamená, že jakákoli výplň méně než 100% prostě nebude dělat. Světlo se při přechodu z plastu na vzduch opakovaně ohýbá, což má za následek hotový tisk, který není absolutně průhledný.

hladký a polský, jako by neexistoval zítřek

nevýhodou tisku se silnými vrstvami je to, že má za následek tisky s velmi drsnými vnějšími povrchy. Nerovný povrch způsobí odraz světla v různých směrech a vytvoří téměř neprůhledný vzhled. Naštěstí se jedná o problém, který lze vyřešit správnými vyhlazovacími a leštícími technikami.

Pokud pracujete s ABS, pak máte štěstí, protože můžete jednoduše provést obvyklou metodu par acetonu. Vystaví ABS tisknout na lázně acetonu páry, velmi tenké vrstvy ABS může být selektivně rozpustí vytvořit dokonale hladký povrch. Ve většině případů to stačí k dosažení dokonale průhledného vzhledu s ABS.

dokončení tisku PLA bude vyžadovat mnohem více času a úsilí. Vyhlazování PLA se spoléhá na staromódní broušení, ale budete to muset udělat tak rafinovaně, abyste dosáhli transparentnosti. To znamená použití několika typů brusného papíru, od nízké zrnitosti po vysokou zrnitost. Podle některých odborníků možná budete muset dosáhnout až 4000 zrnitosti, abyste dosáhli dokonale jasného tisku PLA. V této zrnitosti se brusný papír téměř cítí jako lepenka.

PETG je vlákno materiál, který je pre-zlikvidovány vytvářet tisky s jasným a hladké povrchy. Má také vynikající přilnavost vrstvy, takže při tisku pomocí PETG byste neměli mít problémy s vnitřním odrazem. Není rozpustný v acetonu ani hladký jako Pla, ale PETG je druh vlákna, který by neměl potřebovat mnoho následného zpracování, pokud můžete vytočit správné nastavení tiskárny.

Polymaker PolySmooth – vlákno určené speciálně pro transparentní tisky

když už jsme na téma jasné nebo průhledné otisky, to by bylo nespravedlivé, nemluvě o jeden z nejlepších vláken vyrobené právě pro tento účel. Polysmooth filament od Polymaker tiskne stejně snadno jako PLA, má vynikající přilnavost vrstvy a má široký rozsah teplot tisku. Dodává se v široké škále barev, z nichž mnohé jsou navrženy tak, aby byly co nejjasnější a nejtransparentnější.

neexistují žádné podrobnosti o tom, jaký typ materiálu je polysmooth filament vyroben – je to pravděpodobně obchodní tajemství – Můžeme říci, že je to jedno z nejjednodušších vláken, které lze použít, pokud chcete vytvořit průhledné objekty.

Polysmooth může mít stejnou snadnost použití jako PLA, ale má jednu hlavní výhodu-Polysmooth je rozpustný v isopropylalkoholu nebo ethanolu. To představuje možnost vyhlazení pomocí parní lázně. Polymaker využil této výhody prodejem Polysher, Speciálně navržená lešticí komora, která je dodávána s malým zásobníkem, kam můžete umístit alkohol.

místo zahřívání alkoholu se rozprašuje v komoře nebo stříká ve velmi jemné mlze. Tento alkoholový aerosol rozpouští velmi tenkou vrstvu Polysmohlavého materiálu a vytváří dokonale hladký povrch s minimálním úsilím.

Polysmooth filament je mnohem dražší ve srovnání se standardním PLA nebo ABS. Lešticí komora Polysher vám vrátí dalších 300 dolarů, takže celé toto nastavení je docela drahé. Není však pochyb o tom, jak dobře kombinace funguje, pokud chcete přijít s dokonale jasnými 3D výtisky.

Závěrečné myšlenky

vytvoření skutečné průhlednosti ve 3D tisku je něco, o co se v průběhu let několikrát pokusilo. V dnešní době jsou technologie a techniky potřebné k vymýšlení jasných 3D tisků dobře zavedené. To neznamená, že to bude snadné. Pokud se o to pokoušíte poprvé, můžete očekávat spoustu pokusů a omylů, než získáte výsledky, se kterými jste spokojeni.

je třeba si pamatovat jen několik věcí-tiskněte horké, pomalé a velké a ujistěte se, že máte vysoce kvalitní průhledné vlákno. Na Polysmooth vlákna z Polymaker poskytuje dobrý low-úsilí zástupce, ale můžete také dosáhnout dobrých výsledků s jinými transparentní vlákna vyrobena s ABS, PLA, PETG, nebo PC.

upozornění; 3D tiskárny by nikdy neměly být ponechány bez dozoru. Mohou představovat nebezpečí požáru.