Optisch klare 3D-Drucke – Nachbearbeitungstechniken für hohe Transparenz

Formlabs Clear Resin eignet sich ideal für die Herstellung lichtdurchlässiger Teile – und mit den richtigen Nachbearbeitungstechniken werden sie vollständig transparent.

Verwenden Sie die folgenden Techniken, um transparente 3D-Teile für verschiedene Anwendungen zu fertigen, von Optiken über Lichtröhren bis hin zur Fluidik. Die Methoden reichen von schnellen Lösungen für eine ausreichende Transparenz bis hin zu fortgeschrittenen Techniken für optisch klare Teile.

Formlabs Clear Resin eignet sich ideal zur Darstellung innerer Details sowie zur Fertigung von Gehäusen für LEDs oder von Fenstern. Gemeinsam mit unseren Kunden haben wir unser transparentes Kunstharz bereits eingesetzt, um eine vollständig optisch klare Linse für eine komplett 3D-gedruckte Kamera, eine Fresnel-Linsen-Installation am Times Square, mikrofluidische Anwendungen und vieles mehr zu fertigen.

Eine vollständig 3D-gedruckte Kamera
Formlabs Applications Engineer Amos Dudley hat eine Linse für eine vollständig 3D-gedruckte Kamera entworfen und gedruckt.

Nachbearbeitungstechniken für transparente 3D-Druckteile

Wir haben verschiedene Nachbearbeitungstechniken für Teile getestet, die mit Formlabs transparentem Kunstharz gedruckt wurden. In diesem Artikel behandeln wir Schleifen von Hand, Klarlackbeschichtung und Harzbeschichtung. Jede dieser Methoden erfordert einen unterschiedlichen Aufwand abhängig vom Grad der Transparenz und der Oberflächengüte, die beim Teil erzielt werden sollen.

Schleifen und Polieren von Hand

Anwendungen: Schleifen und Polieren von Hand eignet sich für einfache Formen mit wenigen Details und nicht so sehr für die Nachbearbeitung komplexer Modelle. Mit dieser Methode lässt sich vollständige optische Transparenz nur sehr schwer erzielen.

Man muss mit extrem feinen Körnungen schleifen, um ein transparentes Teil von Hand nachzubearbeiten. Doch mit etwas Zeit und Geduld können Sie Teile schleifen und polieren, die so klar sind wie eine Lupe. Es ist allerdings eine große Herausforderung, Schichtlinien von Hand vollständig zu entfernen. Sie können kleine Kratzer sehen, wenn Sie das Teil in einem flachen Winkel ins Licht halten.

Anleitung: Verwenden Sie Schleifpapiere mit zunehmend feiner Körnung, um die Oberfläche glatt zu schleifen. Polieren Sie das Teil anschließend mit einem Acrylreiniger und einem Mikrofasertuch.

Bei einer 3000er-Körnung werden Teile, die mit Stereolithographie (SLA) gedruckt wurden, glänzend und fühlen sich sehr glatt an. Sobald die 12000er-Körnung erreicht ist, reflektieren sie das Licht. Verwenden Sie verschiedene Schleifpapiere und Micro-Mesh-Pads mit Körnungen von 400 bis 12000 bei einem Abstand von je 200 langsam und sorgfältig, um die Linse zwischen den unterschiedlichen Körnungen zu reinigen und Kratzer von der vorherigen Körnung zu entfernen, bevor Sie die nächstfeinere Körnung verwenden.

Unsere Support-Seite bietet eine einfache bebilderte Anleitung zum manuellen Schleifen einschließlich einer optionalen Nachbearbeitung mit Acrylspray.

Wenn Sie nur ein halbtransparentes Teil benötigen, verwenden Sie ganz einfach Mineralöl, um für eine gleichmäßige Oberfläche zu sorgen und Aufhellungen verschwinden zu lassen.

Eine Reihe 3D-gedruckter Linsen.
Wir haben verschiedene Methoden zum Polieren transparenter 3D-Druckteile ausprobiert, vom Schleifen von Hand über die Sprühbeschichtung bis hin zur Harzbeschichtung.

Sprühbeschichtung

Anwendungen: Die Sprühbeschichtung ist eine einfache und schnelle Technik, um die Transparenz Ihrer Teile ohne große Einbußen beim Detail zu verbessern. Diese Methode eignet sich für die verschiedensten Modelle. Auch komplexe Details, die beim Schleifen und Polieren von Hand nur schwer zu erreichen sind, können beschichtet werden.

Eine klare Beschichtung kann Schichtlinien verdecken und Teile vor dem Einfluss von UV-Licht schützen, der zum Vergilben und unerwünschtem Nachhärten führen kann. Wenn Sie eine glatte, glasähnliche Oberfläche wünschen, führen Sie zunächst das Schleifen und Polieren von Hand durch. Je mehr Sie vor dem Klarlackbeschichten schleifen, desto besser wird die Transparenz. Dieser zusätzliche Schritt eignet sich ideal für die Nachbearbeitung von Prototypen, die wie volltransparenter Kunststoff aussehen, z. B. Verpackungen, Flaschen und Mikrofluidik-Teile.

Anleitung: Es gibt mehrere Optionen für die Klarlackbeschichtung, von erschwinglichen Sprays bis hin zu Produkten, die eigene Räume und Ausrüstungen erfordern.

  • Handelsübliche Klarlacke: Die Optionen reichen von brauchbaren, sehr günstigen Optionen wie Painter’s Touch 2X von Rustoleum bis hin zu erschwinglichen Produkten mit höherer Qualität wie Spray Max 2k Clear Glamor.
  • Automobillacke: Produkte wie Lesonal Universal Clear, ein Acryl-Urethan-Klarlack mit hohem Feststoffanteil, bieten sehr hohen Glanz und sind für das Lufttrocknen und Brennen ausgelegt. Allerdings erfordern sie eine Lackierpistole und einen eigenen Arbeitsraum. Lesonal Universal Clear und ähnliche Sprays erfordern eine Grundierung.

Beginnen Sie zur Sprühbeschichtung mit einem sauberen, trockenen Teil, das bereits in Isopropylalkohol (IPA) gewaschen wurde. Härten Sie das Teil vor dem Sprühen nicht nach, da dies zum Vergilben führen kann. Lassen Sie das Teil an der Luft trocknen. Sobald es vollständig trocken ist, bringen Sie zwei oder drei Sprühschichten in einer staubfreien Umgebung auf.

Gegen eine Gebühr führen u. U. auch Karosseriewerkstätten die Arbeit mit einem Spray wie Lesonal Universal Clear für Sie durch. Meistens verwenden diese Werkstätten ein leichtes Lösungsmittel wie Naphtha, um die Oberfläche des Teils vor dem Beschichten zu reinigen und vorzubereiten.

Sprühbeschichtung 3D-gedruckter Teile.
Für die Installation Window to the Heart am Times Square haben die Teams von Formlabs und Aranda/Lasch mit einer Karosseriewerkstatt zusammengearbeitet, um jede Linse mit Lesonal Universal Clear zu beschichten.

Harzbeschichtung

Anwendungen: Diese Methode eignet sich am besten, wenn Sie hochtransparente Teile benötigen. Sie funktioniert nur bei flachen oder nahezu flachen Oberflächen wie Linsen oder Fenstern zum Inneren eines Teils.

Die Harzbeschichtung führt dazu, dass die Teile sehr glatt sind und klare Oberflächenreflexionen bieten.

Diese Technik kann verwendet werden, um noch glattere Oberflächen bei Teilen zu erzielen, die mit anderen SLA-Materialien gedruckt wurden. Allerdings kann es zu Einbußen beim Detail kommen.

Anleitung: Bringen Sie Formlabs transparentes Kunstharz mit Tropfen aus einer Spritze oder durch Eintauchen des Teils auf. Das viskose Harz füllt die Schichten und Kratzer auf dem Teil und sorgt so für eine vollständig glatte Oberfläche.

Die Harzschicht sollte so dünn sein wie möglich und dennoch die Schichtlinien entfernen. Entfernen Sie Lufteinschlüsse aus der Spritze. Führen Sie eine vollständige Nachhärtung des Teils mit den geeigneten Einstellungen durchund wiederholen Sie dann den Prozess auf der anderen Seite durch Eintauchen und Nachhärten.

Drei Bearbeitungsstufen harzbeschichteter Linsen.
Drei Bearbeitungsstufen von harzbeschichteten Linsen. Das endgültige Produkt befindet sich links.

Hinweis: Die Harzbeschichtung ändert die Brennweite der Linsen geringfügig. Für unsere 3D-gedruckte Kameralinse hat der Formlabs Applications Engineer Amos Dudley ein Linsentestgerät entworfen und gedruckt.

Ressourcen zum 3D-Druck finden

Durchsuchen Sie unsere Ressourcen-Bibliothek, um weitere Design- und Nachbearbeitungstipps einschließlich Tutorials, Whitepapers, Webinaren und vielem mehr zu finden.

Fordern Sie ein kostenloses, mit Clear Resin gedrucktes Muster an, um sich selbst ein Bild von der Formlabs Qualität zu verschaffen.

Fordern Sie einen kostenlosen Probedruck von Clear Resin an