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指南

透明 3D 打印指南

Clear and transparent 3D printing sample

立体光固化 (SLA) 3D 打印可以打印出透明的部件,这些部件经过一些后处理可以获得通透的表面。

Formlabs 最新的 SLA 3D 打印机 Form 3 使用可减少剥离力的柔性树脂槽进一步提升部件的透明度,能够打造出表面更为通透光滑的部件。Form 3 上以 Clear Resin 为原材料的 3D 打印模型非常适用于生产半透明部件,经过适当的后处理后,可获得完全透明的部件。

使用以下后处理方法可为各种应用(从光学器件到光管,再到流体应用)打造透明的 3D 打印部件。这些方法涵盖可提供一般透明度的快速解决方案,以及用于打造高度洁透明的部件的特定技术。

透明 3D 打印部件非常适用于制造通透的原型(可展示内部腔体和细节)、LED 壳体或光学窗口。Formlabs 与客户联手,使用 Clear Resin 成功打造出了一系列优秀产品,包括全 3D 打印相机上的纯透明光学镜头、时代广场上菲涅耳透镜的镜片光管棱镜以及微流体设备

Clear and transparent 3D printing - Formlabs applications engineer Amos Dudley designed and 3D printed a lens for a fully 3D printed camera.

Formlabs 应用工程师 Amos Dudley 为全 3D 打印相机设计的 3D 打印镜头。

Form 3L Sample Part
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透明 3D 打印部件的后处理方法

我们已经测试了几种 Clear Resin 3D 打印部件的后处理技术。在本文中,我们将介绍手工打磨、清漆喷涂和树脂浸渍。每种后处理技术都需要不同程度的操作,具体取决于部件所需的透明度和表面光洁度。

手工打磨和抛光

应用:手工打磨和抛光工艺对于细节较少的简单形状部件有效,但不太适用于复杂模型的表面处理。用这种方法很难达到完全的光学透明。

部件必须手工打磨至极细的粒度才能达到所需的透明度,但是通过一定量的操作,可以将部件打磨和抛光为像放大镜一样通透。然而,通过人工表面处理完全消除所有层线极具难度。握持部件使其与光线呈较小倾角时,可能会在部件表面发现些微的划痕。

说明:使用一系列粒度逐渐递增的砂纸依次打磨部件表面,然后用丙烯酸清洁剂和超细纤维布对部件进行抛光处理。

使用约 #3000 粒度的砂纸打磨的 SLA 3D 打印的透明部件表面将具有光泽,并且触感非常光滑。超过 #12000 时,表面将出现反光效果。尝试使用一系列砂纸和 micromesh 微网打磨抛光布(粒度范围为 400 到 12000,增量为 200),缓慢而小心地以不同粒度级别清洁镜头,并在进入下一粒度级别之前消除上一级别处理时留下的刮痕。

我们的支持网站提供简单的手动打磨分步视频指南,包括喷涂丙烯酸的备选后处理方案。

          如果只需要半透明的部件,可以使用矿物油打造平滑的表面并遮住部件上的亮斑。

Clear and transparent 3D printing - We’ve tested a variety of methods of polishing clear 3D prints, from hand sanding and spray coating to resin dipping.

我们测试了手工打磨、喷涂和树脂浸渍等多种透明 3D 打印部件的抛光方法。

喷涂

应用:喷涂是一种提高部件透明度的简单快捷的方法,并且不会过度简化细节。该方法对所有模型都有效,因为它能够保留复杂的细节,而常规的打磨和抛光很难实现这些细节。

单独使用清漆有助于隐藏层线,并保护部件免受紫外线照射,后者可能导致部件泛黄或发生不必要的后固化。如果想要获得光滑的、玻璃般的表面光洁度,应在喷涂前进行手工打磨和抛光;在喷涂清漆前打磨的次数越多,透明度越高。该附加步骤非常适用于对类似全透明塑料的原型进行后处理,例如包装袋、瓶子和微流体。

说明:清漆有多种选择,包括便宜的喷漆以及需要专用空间和工具的产品。

  • 通用透明喷漆:可选产品范围包括便宜实用的 Rustoleum Painter Touch 2X,以及高品质且价格合理的 Spray Max 2k Clear Glamer 等喷漆。

  • 汽车喷漆:Lesonal Universal Clear 等产品属于高固体份丙烯酸聚氨酯清漆,具有高亮的光泽,适用于风干和烘烤条件,但需要喷枪和专用的喷涂区。Lesonal Universal Clear 和类似的喷雾剂都需要底涂。

进行喷涂时,首先取出在异丙醇 (IPA) 中清洗过的洁净干燥的部件。喷涂前请勿对部件进行后固化,以免部件泛黄。让部件自然风干。完全干燥后,在无尘环境中喷涂两到三层清漆。

汽车喷漆店可以为您喷涂等 Lesonal Universal Clear 等喷漆,但需收取一定费用。大多数情况下,在喷漆前,这些车间会使用石脑油等轻质溶剂清洁和准备部件表面。

3d printed tiles - window to the heart - For an installation in Times Square, Window to the Heart, the Formlabs and Aranda/Lasch teams worked with an auto body shop to spray coat each tile in Lesonal Universal Clear.

Formlabs 和 Aranda/Lasch 团队与一家汽车喷漆店合作,为安装在时代广场上的“心灵之窗”透镜的每片镜片喷涂 Lesonal Universal Clear 清漆。

树脂涂层

应用:此方法最适合需要高度透明的部件的场景,并且仅适用于平整或接近平整的表面,例如镜头或部件内部的窗口。

用树脂浸渍后的部件非常光滑,表面有清晰明显的反光。

此技术可用于为使用其他 SLA 材料打印的部件打造更平滑的表面,但会减少表面的细节。

说明:使用注射器滴涂树脂或根据需要浸渍部件,将 Clear Resin 涂覆在部件上。粘稠的树脂将填充部件上的层线和刮痕,形成完全光滑的表面。

在确保能够消除层线的前提下,树脂层应尽可能薄。用注射器吸除所有气泡。使用适当的设置对部件进行全面后固化,然后在另一侧重复该流程(包括浸渍和后固化)。

Clear and transparent 3D printing - Three stages of resin-dipped lenses, with the final lens on the left.

使用树脂浸渍透镜的三个阶段,左边为最后一个阶段。

注:浸渍过程会导致透镜焦距发生少许变化。Formlabs 应用工程师 Amos Dudley 为我们的 3D 打印相机镜头设计并打印了镜头测试设备

了解 SLA 3D 打印的更多信息

Form 3 SLA 3D 打印机能够以经济实惠的方式实现完全透明的 3D 打印,并且只需少量后处理工作。

有关 SLA 生态系统和 3D 打印分步工作流程的详述,请下载我们的白皮书

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