dla niektórych osób, które interesują się drukiem 3D, stworzenie projektu, który jest całkowicie jasny, jest czymś w rodzaju Świętego Graala. Jak powie Ci każdy, kto spróbował, nie jest to tak proste, jak użycie przezroczystego filamentu. Osiągnięcie tego celu wymaga bardzo specyficznych ustawień drukarki i przetwarzania końcowego, biorąc pod uwagę podstawowe pojęcia optyki.
Jak uzyskać w pełni transparentny wydruk 3D? Nie zastanawiaj się więcej, ponieważ wzięliśmy doświadczenie ludzi, którzy byli w stanie odnieść sukces dzięki przezroczystemu drukowaniu 3D i wymyśliliśmy ten krótki przewodnik. Sam proces nie będzie szybki – możemy tylko powiedzieć, że mamy nadzieję, że macie cierpliwość.
co trzeba zrobić, żeby coś było przejrzyste? Przegląd optyki
zacznijmy nasz przewodnik od krótkiej dyskusji na temat optyki, odpowiadając na to pytanie – co sprawia, że obiekt jest przezroczysty? Projektując obiekt, który chcemy być jak najbardziej przejrzysty lub przejrzysty, staramy się unikać dwóch zjawisk: absorpcji i dyfrakcji światła.
absorpcja odnosi się do zdolności obiektu do pochłaniania światła zamiast odbijania go lub przepuszczania przez nie. Dzieje się tak, ponieważ elektrony nieprzezroczystego materiału mają Stany energetyczne, które pozwalają im przemieszczać się z jednego pasma do drugiego, pochłaniając w ten sposób energię z fotonów światła.
w obiektach przezroczystych poziomy energii są ułożone w taki sposób, że pochłaniają fotony z częstotliwością światła widzialnego. Jednak możliwe jest, aby absorbowały fotony światła podczerwonego lub ultrafioletowego, lub światło o częstotliwościach, które nie mogą być widoczne gołym okiem.
podczas gdy absorpcja jest zazwyczaj zjawiskiem, które jest funkcją materiału, dyfrakcja może być kontrolowana przez przetwarzanie. W dyfrakcji rozpraszanie promieni światła lub wewnętrzne odbicia uniemożliwiają przenikanie światła przez obiekt. Zwykle jest to spowodowane zanieczyszczeniami w materiale lub niedoskonałościami na powierzchni materiału.
materiały Wykonane z kryształów – takie jak szkło – również wykazują przezroczystość, ponieważ granice między sąsiednimi Kryształami są mniejsze niż częstotliwość światła widzialnego. Osiąga się to poprzez szybkie chłodzenie szkła w środowisku pod wysokim ciśnieniem, w wyniku czego powstają bardzo małe kryształy o bardzo małych granicach ziaren.
naszym kluczowym wyjściem z tej dyskusji jest to, że istnieją dwie możliwości, które musimy wziąć pod uwagę podczas drukowania 3D wyraźnego obiektu-materiału i jego przetwarzania. Zajmijmy się każdym z osobna.
użyj przezroczystego filamentu
pierwszym składnikiem naszej misji jest materiał. Na szczęście jest to dość prosta sprawa. Jasne włókna nie są już rzadkością. Większość przezroczystych włókien, które można dziś kupić, jest wykonana z PLA, ale istnieje również kilka opcji wykonanych z PETG lub ABS.
sam materiał nie ma znaczenia. Każda z trzech opcji filamentu, które wymieniliśmy powyżej, może być użyta do tworzenia niemal idealnie wyraźnych wydruków 3D. Należy jednak pamiętać, że nie wszystkie Tworzywa sztuczne są naturalnie jasne. ABS, w szczególności, jest naturalnie żółtawo-białym tworzywem sztucznym, które wymaga dodatków w celu uzyskania wyraźnego wyglądu.
to, co musisz być bardziej wymagający, to jakość przezroczystych włókien między różnymi markami. Po pierwsze, będziesz chciał filamentu, który faktycznie wygląda czysto. W zależności od marki i sposobu wykonania filamentu, niektóre przezroczyste filamenty mogą okazać się lekko przezroczyste lub mieć niewielki żółty odcień. Należy również uważać na filament z pęcherzykami powietrza, ponieważ mogą one łatwo powodować dyfrakcję ciężkiego światła i uniemożliwiać uzyskanie idealnie przejrzystego wyglądu.
Wybierz, która oś ma być przezroczysta
przed przystąpieniem do drukowania modelu, rozsądnie byłoby zdecydować, na których osiach obiekt ma być przezroczysty. Będziesz przez nią patrzeć z boku (osie x i y) czy z góry (oś z)? Osiągnięcie przezroczystości w osi z jest znacznie prostsze i zdecydowanie bardziej skomplikowane w osi x i osi Y. Niestety, to ostatnie ma miejsce częściej. W przypadku obiektów stałych celem może być nawet przezroczystość we wszystkich trzech osiach.
Drukuj z dużymi warstwami
ustawiając parametry drukowania, musimy pamiętać, że staramy się zmniejszyć dyfrakcję i odbicie wewnętrzne. Oznacza to, dając promienie światła szersze ścieżki do przekazywania przez z minimalnym ’ zanieczyszczeń, które mogą powodować promienie światła do odbicia w nieprzewidywalnych kierunkach.
pierwszym sposobem uzyskania tego efektu jest drukowanie grubymi warstwami. Zalecane jest ustawienie wysokości warstwy na poziomie do 90% średnicy dyszy. Uzasadnieniem tego jest to, że grubsze i bardziej sferyczne warstwy zmniejszają wewnętrzne odbicie, zapewniając promienie światła grubsze segmenty materiału, gdzie mogą przejść bez przeszkód.
cienkie warstwy niekoniecznie są problemem, o ile można je „połączyć” ze sobą i stworzyć bardziej solidny blok z tworzywa sztucznego. Jednak granice warstw, które nie są całkowicie skondensowane, mogą działać jako zanieczyszczenia na wewnętrznej powierzchni gotowego druku, powodując dyfrakcję i załamanie. Drukowanie grubymi warstwami powoduje również, że materiał jest bliżej siebie niż zwykle, co zmniejsza prawdopodobieństwo utworzenia wyraźnych granic warstw.
Drukuj wolno i na gorąco
każda warstwa powinna być prawie całkowicie połączona z poprzednią warstwą, dlatego zaleca się drukowanie w najwyższej możliwej temperaturze. Oznacza to ustawienie temperatury druku na najwyższą wartość zalecanego zakresu temperatur używanego filamentu. W niektórych przypadkach możesz nawet skorzystać z przekroczenia zalecanego zakresu o kilka stopni. Ponownie chodzi o to, aby stworzyć pojedynczy, solidny blok materiału, a nie taki z wyraźnie wytyczonymi warstwami.
inną strategią jest drukowanie wolniej – o około 30% wolniej niż normalna prędkość drukowania dla Twojego filamentu. Pomaga to w dokładności, zapewniając, że warstwy są układane dokładnie tam, gdzie muszą być, aby osiągnąć całkowite topienie. Włączenie pęcherzyków powietrza jest również czymś, czego próbujesz uniknąć, drukując powoli. Oczywiście dokładny ruch głowicy drukującej zależy od właściwej kalibracji, więc przed rozpoczęciem procesu drukowania upewnij się, że wykonujesz kalibrację dyszy i naprowadzanie głowicy drukującej.
Drukuj ze 100% wypełnieniem
podczas oglądania obiektu w osi, w której ma być przezroczysty, każde przesunięcie materiału może spowodować wewnętrzne odbicia lub załamanie. W przypadku obiektów stałych oznacza to, że wypełnienie mniejsze niż 100% po prostu nie wystarczy. Światło będzie się wielokrotnie wyginać podczas przechodzenia z Plastiku na powietrze, co skutkuje gotowym nadrukiem, który absolutnie nie jest przezroczysty.
gładkie i wypolerowane jakby nie było jutra
minusem drukowania grubymi warstwami jest to, że daje wydruki o bardzo szorstkich powierzchniach zewnętrznych. Nierówna powierzchnia spowoduje odbicie światła w różnych kierunkach, tworząc niemal nieprzezroczysty wygląd. Na szczęście jest to problem, który można rozwiązać za pomocą odpowiednich technik wygładzania i polerowania.
Jeśli pracujesz z ABS, to masz szczęście, ponieważ możesz po prostu wykonać zwykłą metodę parowania acetonu. Poddając nadruk ABS kąpieli par acetonu, bardzo cienka warstwa ABS może być selektywnie rozpuszczona, aby uzyskać idealnie gładkie wykończenie. W większości przypadków wystarczy to, aby uzyskać idealnie przejrzysty wygląd z ABS.
wykończenie wydruku PLA zajmie dużo więcej czasu i wysiłku. Wygładzanie PLA polega na staromodnym szlifowaniu, ale musisz to zrobić w tak wyrafinowanym stopniu, aby osiągnąć przejrzystość. Oznacza to stosowanie kilku rodzajów papieru ściernego, od papieru o niskiej ziarnistości do papieru o wysokiej ziarnistości. Według niektórych ekspertów, być może będziesz musiał osiągnąć aż 4000 ziarnistości, aby uzyskać idealnie czysty Wydruk PLA. W tej jakości papier ścierny prawie przypomina karton.
PETG to materiał filamentowy, który jest wstępnie usuwany w celu tworzenia wydruków o wyraźnych i gładkich powierzchniach. Ma również doskonałą przyczepność warstw, więc nie powinieneś mieć problemów z wewnętrznym odbiciem podczas drukowania z PETG. Nie jest rozpuszczalny w acetonie ani nie jest gładki tak ładnie jak PLA, ale PETG jest rodzajem filamentu, który nie powinien wymagać dużego przetwarzania końcowego, jeśli można wybrać odpowiednie ustawienia drukarki.
Polymaker PolySmooth – filament zaprojektowany specjalnie do wydruków transparentnych
ponieważ jesteśmy w temacie wydruków przezroczystych lub przezroczystych, niesprawiedliwością byłoby nie wspomnieć o jednym z najlepszych filamentów wykonanych właśnie do tego celu. Filament Polysmooth firmy Polymaker drukuje równie łatwo jak PLA, ma doskonałą przyczepność warstw i ma szeroki zakres temperatur drukowania. Występuje w szerokiej gamie kolorów, z których wiele jest zaprojektowanych tak, aby było jak najbardziej przejrzyste i przejrzyste.
nie ma dokładnych informacji na temat tego, z jakiego materiału jest wykonany filament Polysmooth – prawdopodobnie jest to tajemnica handlowa. Możemy powiedzieć, że jest to jeden z najłatwiejszych filamentów w użyciu, jeśli chcesz tworzyć przezroczyste obiekty.
Polysmooth może mieć taką samą łatwość użycia jak PLA, ale ma jedną główną zaletę – Polysmooth jest rozpuszczalny w alkoholu izopropylowym lub etanolu. Daje to możliwość wygładzenia za pomocą kąpieli parowej. Polymaker wykorzystał tę przewagę, sprzedając polysher, specjalnie zaprojektowaną komorę polerującą z małym zbiornikiem, w którym można umieścić alkohol.
zamiast podgrzewać alkohol, jest on nebulizowany w komorze lub rozpylany w bardzo drobnej mgle. Ten aerozol alkoholowy rozpuszcza bardzo cienką warstwę materiału Polysmooth, tworząc idealnie gładkie wykończenie przy minimalnym wysiłku.
filament Polysmooth jest znacznie droższy w porównaniu do standardowego PLA lub ABS. Komora polysher polerowania ustawi cię z powrotem kolejne 300 dolarów, co cały ten zestaw dość drogie. Nie ma jednak wątpliwości, jak dobrze działa ta kombinacja, jeśli chcesz uzyskać idealnie wyraźne wydruki 3D.
myśli końcowe
Tworzenie prawdziwej przejrzystości w druku 3D jest czymś, co próbowano kilka razy na przestrzeni lat. W dzisiejszych czasach technologia i techniki potrzebne do uzyskania wyraźnych wydruków 3D zostały dobrze ugruntowane. Nie oznacza to, że będzie to łatwe. Jeśli jest to twoja pierwsza próba, możesz spodziewać się wielu prób i błędów, zanim będziesz mógł uzyskać wyniki, z których jesteś zadowolony.
jest tylko kilka rzeczy do zapamiętania – Drukuj gorąco, wolno i duże, i upewnij się, że otrzymujesz wysokiej jakości przezroczysty filament. Filament Polysmooth z Polimakera zapewnia dobry Skrót przy niewielkim wysiłku, ale można również osiągnąć dobre wyniki z innymi przezroczystymi włóknami wykonanymi z ABS, PLA, PETG lub PC.