För vissa människor som är i 3D-utskrift, att skapa ett projekt som är helt klart är något av en helig gral. Som alla som har provat det kommer att berätta, det är inte så enkelt som att använda en klar glödtråd. För att uppnå denna prestation krävs mycket specifika skrivarinställningar och efterbehandling, allt med hänsyn till grundläggande begrepp för optik.

hur uppnår man ett helt transparent 3D-utskrift? Undrar inte mer, eftersom vi har tagit erfarenheten av människor som har lyckats lyckas med transparent 3D-utskrift och har kommit med den här snabbguiden. Processen i sig kommer inte att bli snabb – allt vi kan säga är att vi hoppas att du har tålamod.

Vad krävs för att något ska vara transparent? En översyn av optik

låt oss börja vår guide med en kort diskussion om optik genom att svara på denna fråga – Vad gör ett objekt transparent? Vid utformningen av ett objekt som vi vill vara så tydliga eller transparenta som möjligt finns det två fenomen som vi försöker undvika: absorption och diffraktion av ljus.

Absorption avser ett objekts förmåga att absorbera ljus istället för att reflektera det eller låta det passera igenom. Detta händer eftersom elektronerna i ett ogenomskinligt material har energitillstånd som gör att de kan flytta från ett band till ett annat och därigenom absorbera energi från ljusets fotoner.

i transparenta objekt är energinivåerna anordnade så att de absorberar fotoner vid frekvensen av synligt ljus. Det är dock möjligt för dem att absorbera fotoner av infrarött eller ultraviolett ljus, eller ljus vid frekvenser som inte kan ses av det nakna mänskliga ögat.

medan absorption vanligtvis är ett fenomen som är en funktion av materialet, kan diffraktion styras genom bearbetning. Vid diffraktion förhindrar spridning av ljusstrålarna eller inre reflektioner att ljus överförs genom ett objekt. Detta beror vanligtvis på föroreningar i materialet eller brister i materialets yta.

material gjorda av kristaller – som glas – uppvisar också transparens eftersom gränserna mellan intilliggande kristaller är mindre än frekvensen av synligt ljus. Detta uppnås genom snabb kylning av glas under en högtrycksmiljö, vilket resulterar i bildandet av mycket små kristaller med mycket små korngränser.

vår viktigaste takeaway från denna diskussion är att det finns två vägar som vi måste tänka på när 3D – utskrift ett tydligt objekt-materialet och dess bearbetning. Låt oss ta itu med var och en separat.

använd en klar filament

den första komponenten i vårt uppdrag är materialet. Lyckligtvis är detta en ganska enkel sak. Tydliga filament är inte längre ovanliga. De flesta av de klara filamenten du kan köpa idag är gjorda av PLA, men det finns också flera alternativ gjorda av PETG eller ABS.

själva materialet spelar ingen roll. Något av de tre filamentalternativ som vi har listat ovan kan användas för att skapa nästan helt tydliga 3D-utskrifter. Tänk dock på att inte all plast är naturligt klar. ABS är i synnerhet en naturligt gulvit plast som kräver tillsatser för att uppnå ett tydligt utseende.

vad du behöver vara mer kräsna om är kvaliteten på tydliga filament mellan olika märken. Först och främst vill du ha ETT filament som faktiskt ser klart ut. Beroende på märke och hur filamentet gjordes kan vissa klara filament visa sig vara något genomskinliga eller ha en mindre gul nyans. Var också försiktig med filament med luftbubblor, eftersom dessa lätt kan orsaka tung ljusdiffraktion och göra det omöjligt att uppnå ett helt tydligt utseende.

Välj vilken axel du behöver vara transparent

innan du fortsätter med att skriva ut en modell är det klokt att bestämma vilka axlar du behöver objektet för att vara transparent. Ska du titta igenom den från sidan (x-och y-axlarna) eller från toppen (z-axeln)? Att uppnå transparens i z-axeln är mycket enklare och bestämt mer komplicerat i x-axeln och y-axeln. Tyvärr är det senare oftare fallet. För fasta föremål kan transparens i alla tre axlarna till och med vara målet.

Skriv ut med stora lager

När du ställer in utskriftsparametrar måste vi komma ihåg att vi försöker minska diffraktion och intern reflektion. Detta innebär att ge ljusstrålarna bredare vägar att sända igenom med minimala föroreningar som kan få ljusstrålarna att studsa i oförutsägbara riktningar.

det första sättet att uppnå denna effekt är att skriva ut med tjocka lager. Lagerhöjder inställda på upp till 90% av munstycksdiametern rekommenderas. Motivet bakom detta är att tjockare och mer sfäriska lager minskar inre reflektion genom att ge ljusstrålarna tjockare segment av material där de kan passera obehindrat.

tunna lager är inte nödvändigtvis ett problem så länge du kan få dem att ”smälta” med varandra och göra ett mer solidt plastblock. Skiktgränser som inte är helt smälta kan emellertid fungera som föroreningar i den inre ytan av det färdiga trycket, vilket orsakar diffraktion och brytning. Utskrift med tjocka lager tvingar också materialet närmare varandra än normalt, vilket gör dem mindre benägna att bilda distinkta lagergränser.

Skriv ut långsamt och varmt

du vill att varje lager ska smälta nästan helt med föregående lager, så det rekommenderas att skriva ut vid högsta möjliga temperatur. Detta innebär att du ställer in utskriftstemperaturen på det högsta värdet av det rekommenderade temperaturområdet för glödtråden du använder. I vissa fall kan du till och med dra nytta av att gå över det rekommenderade intervallet med några grader. Återigen är tanken att skapa ett enda, solidt materialblock istället för ett med tydligt avgränsade lager.

en annan strategi är att skriva ut långsamt-cirka 30% långsammare än den normala utskriftshastigheten för ditt filament. Detta hjälper till med noggrannhet, vilket säkerställer att lager läggs exakt där de behöver vara för att uppnå fullständig smältning. Införandet av luftbubblor är också något du försöker undvika genom att skriva ut långsamt. Naturligtvis är korrekt rörelse av skrivhuvudet beroende av korrekt kalibrering, så se till att du gör en munstyckskalibrering och homing av skrivhuvudet innan du börjar med utskriftsprocessen.

Skriv ut med 100% utfyllnad

När du tittar på ett objekt i axeln där du vill att det ska vara transparent kan varje skift i materialet orsaka inre reflektioner eller brytning. För fasta föremål betyder det att någon fyllning mindre än 100% helt enkelt inte kommer att göra. Ljuset böjs upprepade gånger vid övergång från plast till luft, vilket resulterar i ett färdigt tryck som absolut inte är transparent.

slät och polerad som om det inte finns någon morgondag

en nackdel med att skriva ut med tjocka lager är att det resulterar i utskrifter med mycket grova yttre ytor. En ojämn yta kommer att orsaka reflektion av ljus i olika riktningar, vilket ger ett nästan ogenomskinligt utseende. Lyckligtvis är detta ett problem som kan lösas med korrekt utjämning och poleringsteknik.

om du arbetar med ABS, har du tur, eftersom du helt enkelt kan göra den vanliga acetonångmetoden. Genom att utsätta ett ABS-tryck för ett bad av acetonångor kan ett mycket tunt lager ABS lösas selektivt för att skapa en perfekt slät yta. I de flesta fall räcker det för att uppnå ett perfekt transparent utseende med ABS.

att avsluta ett PLA-tryck tar mycket mer tid och ansträngning. Utjämning av PLA är beroende av gammaldags slipning, men du måste göra detta i en så förfinad grad för att uppnå transparens. Detta innebär att man använder flera typer av sandpapper, från lågkorn till högkorn. Enligt vissa experter kan du behöva gå så högt som 4000-grit för att uppnå ett helt klart PLA-tryck. Vid den kornkvaliteten känns sandpapper nästan som kartong.

PETG är ett filamentmaterial som är förinställt för att skapa utskrifter med klara och släta ytor. Den har också utmärkt lagervidhäftning, så du bör inte ha problem med intern reflektion när du skriver ut med PETG. Det är inte lösligt för aceton och det släpper inte lika bra som PLA, men PETG är den typ av filament som inte behöver mycket efterbehandling om du kan ringa in rätt skrivarinställningar.

Polymaker PolySmooth-en filament utformad speciellt för transparenta utskrifter

eftersom vi är på ämnet tydliga eller transparenta utskrifter, skulle det vara en orättvisa att inte tala om ett av de bästa filamenten som gjorts just för detta ändamål. Polysmooth-filamentet från Polymaker skriver lika lätt ut som PLA, har utmärkt lagadhesion och har ett brett trycktemperaturområde. Den finns i ett brett utbud av färger, varav många är utformade för att vara så tydliga och transparenta som möjligt.

det finns inga detaljer om exakt vilken typ av material Polysmooth – filamentet är tillverkat av-det är förmodligen en affärshemlighet. Vad vi kan säga är att det är ett av de enklaste filamenten att använda om du vill skapa transparenta objekt.

Polysmooth kan ha samma användarvänlighet som PLA, men det har en stor fördel – Polysmooth är löslig i isopropylalkohol eller etanol. Detta ger möjlighet till utjämning via ett ångbad. Polymaker har utnyttjat denna fördel genom att sälja Polysher, en specialdesignad polerkammare som levereras med en liten behållare där du kan placera alkoholen.

istället för att värma alkoholen nebuliseras den i kammaren eller sprutas i en mycket fin dimma. Denna alkohol aerosol löser upp ett mycket tunt lager av Polysmooth-materialet, vilket ger en perfekt slät yta med minimal ansträngning.

Polysmooth-filamentet är mycket dyrare jämfört med standard PLA eller ABS. Polysher poleringskammaren kommer att ställa dig tillbaka en annan $300, vilket gör hela denna inställning ganska dyr. Det är dock ingen tvekan om hur bra kombinationen fungerar om du vill komma med helt tydliga 3D-utskrifter.

slutliga tankar

att skapa sann transparens i 3D-utskrift är något som har försökt flera gånger under åren. Numera har tekniken och teknikerna som behövs för att komma med tydliga 3D-utskrifter varit väletablerade. Det betyder inte att det kommer att bli lätt. Om det här är första gången du försöker det, kan du förvänta dig mycket försök och fel innan du kan få resultat som du är nöjd med.

det finns bara några saker att komma ihåg – Skriv ut varmt, långsamt och stort och se till att du får en högkvalitativ transparent filament. Polysmooth-filamentet från en Polymaker ger en bra genväg med låg ansträngning, men du kan också uppnå bra resultat med andra transparenta filament gjorda med ABS, PLA, PETG eller PC.