voor sommige mensen die van 3D printen houden, is het creëren van een project dat volledig duidelijk is iets van een heilige graal. Zoals iedereen die het heeft geprobeerd zal je vertellen, het is niet zo eenvoudig als het gebruik van een helder filament. Het bereiken van deze prestatie vereist zeer specifieke printerinstellingen en nabewerking, waarbij rekening wordt gehouden met basisconcepten van optica.

Hoe bereik je een volledig transparante 3D-print? Vraag je niet meer af, want we hebben de ervaring van mensen die in staat zijn geweest om te slagen met transparante 3D-printen genomen en hebben deze korte handleiding bedacht. Het proces zelf zal niet snel gaan – alles wat we kunnen zeggen is dat we hopen dat je het geduld hebt.

Wat is er nodig om iets transparant te maken? Een overzicht van optica

laten we onze gids beginnen met een korte discussie over optica door deze vraag te beantwoorden – wat maakt een object transparant? Bij het ontwerpen van een object dat we zo helder of transparant mogelijk willen maken, zijn er twee verschijnselen die we proberen te vermijden: de absorptie en diffractie van licht.

absorptie verwijst naar het vermogen van een object om licht te absorberen in plaats van het te reflecteren of door te laten gaan. Dit gebeurt omdat de elektronen van een ondoorzichtig materiaal energietoestanden hebben waardoor ze van de ene band naar de andere kunnen bewegen, waardoor ze energie absorberen van de fotonen van licht.

in transparante objecten zijn de energieniveaus zodanig gerangschikt dat ze fotonen absorberen met de frequentie van zichtbaar licht. Het is echter mogelijk voor hen om fotonen van infrarood of ultraviolet licht te absorberen, of licht op frequenties die niet kunnen worden gezien door het blote menselijke oog.

terwijl absorptie typisch een verschijnsel is dat een functie van het materiaal is, kan diffractie worden gecontroleerd door verwerking. In diffractie, verstrooiing van de stralen van licht of interne reflecties voorkomt dat licht wordt overgedragen door een object. Dit komt meestal door onzuiverheden in het materiaal of onvolkomenheden in het oppervlak van het materiaal.

materialen gemaakt van kristallen – zoals glas – vertonen ook transparantie omdat de grenzen tussen aangrenzende kristallen kleiner zijn dan de frequentie van zichtbaar licht. Dit wordt bereikt door het snel afkoelen van glas onder hoge druk, wat resulteert in de vorming van zeer kleine kristallen met zeer kleine korrelgrenzen.

onze belangrijkste conclusie uit deze discussie is dat er twee wegen zijn die we moeten overwegen wanneer we een helder object 3D printen – het materiaal en de verwerking ervan. Laten we ze apart aanpakken.

gebruik een helder filament

het eerste onderdeel van onze missie is het materiaal. Gelukkig is dit een vrij eenvoudige zaak. Heldere filamenten zijn niet meer ongewoon. De meeste heldere filamenten die je vandaag kunt kopen zijn gemaakt van PLA, maar er zijn ook verschillende opties gemaakt van PETG of ABS.

het materiaal zelf doet er niet toe. Elk van de drie filamentopties die we hierboven hebben genoemd, kan worden gebruikt om bijna perfect heldere 3D-prints te maken. Houd er echter rekening mee dat niet alle kunststoffen van nature helder zijn. ABS, in het bijzonder, is een natuurlijk geelwit plastic dat additieven nodig heeft om een heldere uitstraling te bereiken.

waar u scherper over moet zijn, is de kwaliteit van heldere filamenten tussen verschillende merken. Ten eerste wil je een filament dat er echt helder uitziet. Afhankelijk van het merk en hoe het filament is gemaakt, kunnen sommige heldere filamenten licht doorschijnend blijken te zijn of een kleine gele tint hebben. Wees ook voorzichtig met filament met luchtbellen, omdat deze gemakkelijk zware lichtdiffractie kunnen veroorzaken en het onmogelijk maken om een perfect helder uiterlijk te bereiken.

Kies welke As u transparant moet zijn

voordat u verder gaat met het afdrukken van een model, is het verstandig om te beslissen welke Assen u het object transparant moet maken. Ga je er doorheen kijken vanaf de zijkant (X-en y-assen) of vanaf de bovenkant (z-as)? Het bereiken van transparantie in de z-as is veel eenvoudiger en beslist ingewikkelder in de x-as en y-as. Helaas is dit laatste vaker het geval. Voor vaste objecten kan transparantie in alle drie de assen zelfs het doel zijn.

afdrukken met grote lagen

bij het instellen van afdrukparameters moeten we in gedachten houden dat we diffractie en interne reflectie proberen te verminderen. Dit betekent dat het geven van de stralen van licht bredere paden om door te zenden met minimale ‘ onzuiverheden die ervoor kunnen zorgen dat de lichtstralen te stuiteren in onvoorspelbare richtingen.

de eerste manier om dit effect te bereiken is afdrukken met dikke lagen. Laaghoogtes tot 90% van de diameter van de spuitmond worden aanbevolen. De grondgedachte hierachter is dat dikkere en meer sferische lagen interne reflectie verminderen door de stralen van licht dikkere segmenten van materiaal te verstrekken waar ze ongehinderd door kunnen gaan.

dunne lagen zijn niet noodzakelijk een probleem, zolang je ze met elkaar kunt “versmelten” en een steviger Blok plastic kunt maken. Echter, laaggrenzen die niet volledig zijn gesmolten kan fungeren als onzuiverheden in het binnenoppervlak van de afgewerkte print, waardoor diffractie en breking. Afdrukken met dikke lagen dwingt het materiaal ook dichter bij elkaar dan normaal, waardoor ze minder kans maken om verschillende laaggrenzen te vormen.

Print slow and hot

u wilt dat elke laag bijna volledig fuseert met de vorige laag, dus het wordt aanbevolen om op de hoogst mogelijke temperatuur af te drukken. Dit betekent dat u uw printtemperatuur moet instellen op de hoogste waarde van het aanbevolen temperatuurbereik van het filament dat u gebruikt. In sommige gevallen kunt u zelfs profiteren van het gaan over de aanbevolen bereik met een paar graden. Nogmaals, het idee is om een enkel, massief blok materiaal te creëren in plaats van een met duidelijk afgebakende lagen.

een andere strategie is om langzaam af te drukken – ongeveer 30% langzamer dan de normale afdruksnelheid voor uw filament. Dit helpt met nauwkeurigheid, ervoor te zorgen dat lagen precies worden vastgelegd waar ze moeten zijn om volledige fusie te bereiken. Het opnemen van luchtbellen is ook iets wat je probeert te vermijden door langzaam te printen. Natuurlijk is een nauwkeurige beweging van de printkop afhankelijk van de juiste kalibratie, dus zorg ervoor dat u een nozzle-kalibratie en homing van de printkop uitvoert voordat u begint met het afdrukproces.

afdrukken met 100% “infill”

bij het bekijken van een object in de as waar u wilt dat het transparant is, kan elke verschuiving in het materiaal interne reflecties of breking veroorzaken. Voor vaste objecten, dit betekent dat elke “infill” minder dan 100% gewoon niet zal doen. Licht zal herhaaldelijk buigen bij de overgang van kunststof naar lucht, wat resulteert in een afgewerkte print die absoluut niet transparant is.

glad en polijsten alsof er geen morgen is

een nadeel van afdrukken met dikke lagen is dat het resulteert in afdrukken met zeer ruwe buitenoppervlakken. Een oneffen oppervlak zal de reflectie van licht in verschillende richtingen veroorzaken, waardoor een bijna ondoorzichtige look ontstaat. Gelukkig is dit een probleem dat kan worden opgelost met de juiste gladmaken en polijsten technieken.

als je met ABS werkt, dan heb je geluk, omdat je gewoon de gebruikelijke aceton damp methode kunt gebruiken. Door een ABS-print te onderwerpen aan een bad van acetondampen, kan een zeer dunne laag ABS selectief worden opgelost om een perfect gladde afwerking te creëren. In de meeste gevallen is dit voldoende om een perfect transparante look te bereiken met ABS.

het afwerken van een PLA-afdruk zal veel meer tijd en moeite kosten. Smoothing PLA is afhankelijk van ouderwets schuren, maar je zult dit zo verfijnd moeten doen om transparantie te bereiken. Dit betekent het gebruik van verschillende soorten schuurpapier, van low-grit tot high-grit. Volgens sommige experts moet je misschien tot 4000-grit gaan om een perfect heldere PLA-print te bereiken. Bij die grit kwaliteit, schuurpapier voelt bijna als karton.

PETG is een filamentmateriaal dat vooraf wordt verwijderd om afdrukken te maken met heldere en gladde oppervlakken. Het heeft ook een uitstekende laaghechting, zodat u geen problemen met interne reflectie zou moeten hebben bij het afdrukken met PETG. Het is niet oplosbaar in aceton noch glad zo mooi als PLA, maar PETG is het soort filament dat niet veel nabewerking nodig zou moeten hebben als je de juiste printerinstellingen kunt inbellen.

Polymaker PolySmooth-een filament dat speciaal is ontworpen voor transparante prints

aangezien we het over duidelijke of transparante prints hebben, zou het een onrecht zijn om niet te spreken van een van de beste filamenten die precies voor dit doel zijn gemaakt. Het Polysmooth filament van Polymaker Print net zo gemakkelijk als PLA, heeft een uitstekende laaghechting en heeft een breed druktemperatuurbereik. Het komt in een breed scala van kleuren, waarvan vele zijn ontworpen om zo helder en transparant mogelijk te zijn.

Er zijn geen details over het materiaal van het Polysmooth filament-het is waarschijnlijk een handelsgeheim. Wat we kunnen zien is dat het een van de makkelijkste filamenten is om te gebruiken als je transparante objecten wilt maken.

Polysmooth kan hetzelfde gebruiksgemak hebben als PLA, maar het heeft een groot voordeel: Polysmooth is oplosbaar in isopropylalcohol of ethanol. Dit biedt de mogelijkheid om glad te strijken via een dampbad. Polymaker heeft gebruik gemaakt van dit voordeel door de verkoop van de Polysher, een speciaal ontworpen polijstkamer die wordt geleverd met een klein reservoir waar u de alcohol kunt plaatsen.

in plaats van de alcohol te verhitten, wordt deze in de kamer verneveld of in een zeer fijne nevel gespoten. Deze alcohol aerosol lost een zeer dunne laag van het Polysmooth materiaal op, waardoor een perfect gladde afwerking ontstaat met minimale inspanning.

De Polysmooth filament is een stuk duurder in vergelijking met standaard PLA of ABS. De Polysher polijstkamer kost je nog eens $ 300, waardoor deze hele setup vrij prijzig is. Er is echter geen twijfel over hoe goed de combinatie werkt als je met perfect heldere 3D prints wilt komen.

Final thoughts

het creëren van echte transparantie in 3D-printen is iets dat meerdere malen is geprobeerd in de loop der jaren. Tegenwoordig zijn de technologie en technieken die nodig zijn om heldere 3D-prints te maken, goed ingeburgerd. Dit betekent niet dat het makkelijk zal zijn. Als dit de eerste keer is dat u het probeert, kunt u veel trial and error verwachten voordat u resultaten kunt krijgen waarmee u tevreden bent.

Er zijn slechts een paar dingen om te onthouden – print hot, slow en big, en zorg ervoor dat u een hoge kwaliteit transparant filament krijgt. Het Polysmooth filament van een Polymaker zorgt voor een goede low-effort shortcut, maar je kunt ook goede resultaten behalen met andere transparante filamenten gemaakt met ABS, PLA, PETG of PC.