Per alcune persone che sono in stampa 3D, la creazione di un progetto che è completamente chiaro è qualcosa di un santo graal. Come chiunque lo abbia provato ti dirà, non è così semplice come usare un filamento chiaro. Il raggiungimento di questa impresa richiede impostazioni della stampante molto specifiche e post-elaborazione, il tutto tenendo conto dei concetti di base dell’ottica.

Come si ottiene una stampa 3D completamente trasparente? Non stupitevi più, come abbiamo preso l’esperienza di persone che sono state in grado di avere successo con la stampa 3D trasparente e hanno messo a punto questa guida rapida. Il processo in sé non sarà veloce – tutto quello che possiamo dire è che speriamo che tu abbia la pazienza.

Cosa ci vuole perché qualcosa sia trasparente? Una recensione di ottica

Iniziamo la nostra guida con una breve discussione sull’ottica rispondendo a questa domanda: cosa rende un oggetto trasparente? Nel progettare un oggetto che vogliamo essere il più chiaro o trasparente possibile, ci sono due fenomeni che stiamo cercando di evitare: l’assorbimento e la diffrazione della luce.

L’assorbimento si riferisce alla capacità di un oggetto di assorbire la luce invece di rifletterla o lasciarla passare attraverso. Ciò accade perché gli elettroni di un materiale opaco hanno stati energetici che consentono loro di spostarsi da una banda all’altra, assorbendo così energia dai fotoni della luce.

Negli oggetti trasparenti, i livelli di energia sono disposti in modo tale da assorbire i fotoni alla frequenza della luce visibile. Tuttavia, è possibile per loro assorbire fotoni di luce infrarossa o ultravioletta, o luce a frequenze che non possono essere viste dall’occhio umano nudo.

Mentre l’assorbimento è tipicamente un fenomeno che è una funzione del materiale, la diffrazione può essere controllata elaborando. Nella diffrazione, la dispersione dei raggi di luce o dei riflessi interni impedisce alla luce di essere trasmessa attraverso un oggetto. Ciò è solitamente a causa delle impurità nel materiale o delle imperfezioni nella superficie del materiale.

I materiali fatti di cristalli – come il vetro – mostrano anche trasparenza perché i confini tra cristalli adiacenti sono più piccoli della frequenza della luce visibile. Ciò è ottenuto attraverso il rapido raffreddamento del vetro in un ambiente ad alta pressione, con conseguente formazione di cristalli molto piccoli con bordi di grana molto piccoli.

La nostra chiave da asporto da questa discussione è che ci sono due strade che dobbiamo considerare quando 3D stampa un oggetto chiaro – il materiale, e la sua elaborazione. Affrontiamo ciascuno separatamente.

Utilizzare un chiaro filamento

Il primo componente della nostra missione è il materiale. Fortunatamente, questa è una questione piuttosto semplice. I filamenti chiari non sono più rari. La maggior parte dei filamenti chiari che puoi acquistare oggi sono realizzati in PLA, ma ci sono anche diverse opzioni realizzate in PETG o ABS.

Il materiale in sé non ha importanza. Una qualsiasi delle tre opzioni di filamento che abbiamo elencato sopra può essere utilizzata per creare stampe 3D quasi perfettamente chiare. Tuttavia, tieni presente che non tutte le materie plastiche sono naturalmente chiare. L’ABS, in particolare, è una plastica naturalmente bianco-giallastra che richiede additivi per ottenere un aspetto chiaro.

Ciò di cui hai bisogno per essere più esigente è la qualità dei filamenti chiari tra marche diverse. Prima di tutto, si vuole un filamento che in realtà sembra chiaro. A seconda della marca e di come è stato realizzato il filamento, alcuni filamenti chiari possono risultare leggermente traslucidi o avere una tonalità gialla minore. Diffidare anche del filamento con bolle d’aria, in quanto queste possono facilmente causare una pesante diffrazione della luce e rendere impossibile ottenere un aspetto perfettamente chiaro.

Scegli quale asse devi essere trasparente

Prima di procedere con la stampa di un modello, sarebbe prudente decidere su quali assi hai bisogno che l’oggetto sia trasparente. Hai intenzione di guardarlo dal lato (assi x e y) o dall’alto (asse z)? Raggiungere la trasparenza nell’asse z è molto più semplice e decisamente più complicato nell’asse x e nell’asse Y. Sfortunatamente, quest’ultimo è più spesso il caso. Per gli oggetti solidi, la trasparenza in tutti e tre gli assi potrebbe anche essere l’obiettivo.

Stampa con grandi strati

Quando impostiamo i parametri di stampa, dobbiamo tenere presente che stiamo cercando di ridurre la diffrazione e la riflessione interna. Questo significa dare i raggi di luce percorsi più ampi per trasmettere attraverso con il minimo ‘impurità che possono causare i raggi di luce a rimbalzare in direzioni imprevedibili.

Il primo modo per ottenere questo effetto è stampare con strati spessi. Si consigliano altezze dello strato fino al 90% del diametro dell’ugello. La logica alla base di questo è che strati più spessi e più sferici riducono riflessione interna, fornendo i raggi di luce segmenti più spessi di materiale dove possono passare attraverso senza impedimenti.

Gli strati sottili non sono necessariamente un problema finché puoi farli “fondere” l’uno con l’altro e creare un blocco di plastica più solido. Tuttavia, i bordi dello strato che non sono completamente fusi possono agire come impurità nella superficie interna della stampa finita, causando così diffrazione e rifrazione. La stampa con strati spessi costringe anche il materiale più vicino del normale, rendendo meno probabile che formino confini di strato distinti.

Stampa lenta e calda

Si desidera che ogni strato si fonde quasi completamente con il livello precedente, quindi si consiglia di stampare alla massima temperatura possibile. Ciò significa impostare la temperatura di stampa al valore più alto dell’intervallo di temperatura consigliato del filamento che si sta utilizzando. In alcuni casi, si potrebbe anche beneficiare di andare oltre l’intervallo consigliato di pochi gradi. Ancora una volta, l’idea è di creare un singolo blocco solido di materiale invece di uno con strati chiaramente delimitati.

Un’altra strategia è quella di stampare lentamente, circa il 30% più lentamente della normale velocità di stampa del filamento. Questo aiuta con precisione, assicurando che gli strati siano disposti esattamente dove devono essere per ottenere una fusione completa. L’inclusione di bolle d’aria è anche qualcosa che si sta cercando di evitare stampando lento. Naturalmente, il movimento accurato della testina di stampa si basa sulla corretta calibrazione, quindi assicurati di eseguire una calibrazione dell’ugello e l’homing della testina di stampa prima di iniziare il processo di stampa.

Stampa con riempimento al 100%

Quando si visualizza un oggetto nell’asse in cui si desidera che sia trasparente, qualsiasi spostamento del materiale può causare riflessi interni o rifrazione. Per gli oggetti solidi, ciò significa che qualsiasi riempimento inferiore al 100% semplicemente non lo farà. La luce si piega ripetutamente quando si passa dalla plastica all’aria, risultando in una stampa finita che non è assolutamente trasparente.

Liscio e lucido come non c’è domani

Uno svantaggio della stampa con strati spessi è che si traduce in stampe con superfici esterne molto ruvide. Una superficie irregolare causerà il riflesso della luce in direzioni diverse, creando un aspetto quasi opaco. Fortunatamente, questo è un problema che può essere risolto con adeguate tecniche di levigatura e lucidatura.

Se stai lavorando con ABS, allora sei fortunato, dato che puoi semplicemente fare il solito metodo del vapore di acetone. Sottoponendo una stampa ABS a un bagno di vapori di acetone, uno strato molto sottile di ABS può essere sciolto selettivamente per creare una finitura perfettamente liscia. Nella maggior parte dei casi, questo è sufficiente per ottenere un aspetto perfettamente trasparente con ABS.

Finire una stampa PLA richiederà molto più tempo e fatica. Smoothing PLA si basa sulla levigatura vecchio stile, ma dovrai farlo a un livello così raffinato per ottenere trasparenza. Ciò significa utilizzare diversi tipi di carta vetrata, dalla grana bassa alla grana alta. Secondo alcuni esperti, potrebbe essere necessario andare alto come 4000-grit per ottenere una stampa PLA perfettamente chiaro. A quel grado di grana, carta vetrata si sente quasi come cartone.

PETG è un materiale a filamento predisposto per creare stampe con superfici chiare e lisce. Ha anche un’eccellente adesione dello strato, quindi non dovresti avere problemi con la riflessione interna durante la stampa con PETG. Non è solubile in acetone né liscia come bene come PLA, ma PETG è il tipo di filamento che non dovrebbe avere bisogno di un sacco di post-elaborazione se è possibile comporre le impostazioni corrette della stampante.

Polymaker PolySmooth – un filamento trasparente progettato specificamente per stampe

visto che siamo in tema chiaro o trasparente stampa, sarebbe un’ingiustizia per non parlare di uno dei migliori filamenti fatto proprio per questo scopo. Il filamento Polysmooth di Polymaker stampa con la stessa facilità del PLA, ha un’eccellente adesione dello strato e ha un’ampia gamma di temperature di stampa. È disponibile in una vasta gamma di colori, molti dei quali sono progettati per essere il più chiaro e trasparente possibile.

Non ci sono dettagli sul tipo di materiale di cui è fatto il filamento Polysmooth – probabilmente è un segreto commerciale. Quello che possiamo dire è che è uno dei filamenti più facili da usare se vuoi creare oggetti trasparenti.

Polysmooth può avere la stessa facilità d’uso del PLA, ma ha un grande vantaggio: Polysmooth è solubile in alcool isopropilico o etanolo. Questo presenta la possibilità di levigare tramite un bagno di vapore. Polymaker ha sfruttato questo vantaggio vendendo il Polysher, una camera di lucidatura appositamente progettata che viene fornita con un piccolo serbatoio dove è possibile posizionare l’alcol.

Invece di riscaldare l’alcol, viene nebulizzato nella camera o spruzzato in una nebbia molto fine. Questo aerosol alcolico scioglie uno strato molto sottile del materiale Polysmooth, creando una finitura perfettamente liscia con il minimo sforzo.

Il Polysmooth filamento è più costoso rispetto allo standard PLA o ABS. La Polysher polishing Chamber ti riporterà altri another 300, rendendo l’intera configurazione piuttosto costosa. Tuttavia, non c’è dubbio su quanto bene la combinazione funziona se si vuole venire con stampe 3D perfettamente chiare.

Considerazioni finali

Creare una vera trasparenza nella stampa 3D è qualcosa che è stato tentato più volte nel corso degli anni. Al giorno d’oggi, la tecnologia e le tecniche necessarie per ottenere stampe 3D chiare sono state ben consolidate. Questo non significa che sarà facile. Se questa è la prima volta che si tenta, allora ci si può aspettare un sacco di tentativi ed errori prima di poter ottenere risultati che sei soddisfatto.

Ci sono solo alcune cose da ricordare: stampare a caldo, lento e grande e assicurarsi di ottenere un filamento trasparente di alta qualità. Il filamento Polysmooth di un Polymaker fornisce una buona scorciatoia a basso sforzo, ma è anche possibile ottenere buoni risultati con altri filamenti trasparenti realizzati con ABS, PLA, PETG o PC.