Guide pour l'impression 3D de pièces transparentes avec Clear Resin

Le matériau Clear Resin de Formlabs convient bien à la fabrication de pièces translucides, qui peuvent devenir transparentes avec un post-traitement adéquat.

Les méthodes de finition suivantes permettent de fabriquer des pièces transparentes imprimées en 3D pour des applications très variées, allant de l'optique à la fluidique, en passant par des conduits de lumière. Elles peuvent être rapides, pour obtenir une transparence suffisante, ou très spécifiques comme dans le cas de pièces pour lesquelles la transparence optique est requise.

Clear Resin de Formlabs est idéale pour faire apparaître des détails internes, intégrer des LED ou créer des fenêtres. Formlabs et ses clients ont utilisé Clear Resin pour fabriquer de nombreuses pièces, notamment une lentille optiquement transparente pour une caméra totalement imprimée en 3Ddes panneaux pour une lentille de Fresnel destinée à une installation à Times Square, des conduits de lumièredes dispositifs milli-fluidiques et bien d'autres produits.

Amos Dudley, ingénieur applications à Formlabs, a conçu et imprimé une lentille, destinée à une caméra entièrement imprimée en 3D.

Amos Dudley, ingénieur applications à Formlabs, a conçu et imprimé une lentille, destinée à une caméra entièrement imprimée en 3D.


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Méthodes de post-traitement de pièces imprimées en 3D transparentes

Nous avons testé de nombreuses méthodes de post-traitement avec Clear Resin. Dans ce post, nous allons parler de ponçage manuel, de vernissage et de bain de résine. Chacune de ces méthodes nécessitent plus ou moins de travail, en fonction du degré de transparence et de la finition de surface souhaités.

Ponçage et polissage manuels

Applications : Le ponçage et le polissage manuels peuvent convenir pour des pièces de forme simple présentant peu de détails. Ils sont moins adaptés à la finition de modèles complexes. Il est très difficile d'obtenir une transparence optique totale avec cette méthode.

Vous devrez poncer avec du papier de verre à grain progressivement extrêmement fin pour finir votre pièce manuellement, mais moyennant cet effort de ponçage et de polissage, vous pourrez arriver à obtenir la transparence d'une loupe. Il est malgré tout très difficile d'éliminer complètement toutes les lignes correspondant aux couches par un traitement manuel. Vous risquez d'observer encore des micro-rayures en examinant la pièce à la lumière rasante.

Instructions : Utilisez du papier de verre de grain de plus en plus fin pour lisser la surface, puis polissez-la avec un nettoyant acrylique et un chiffon microfibre.

Les pièces imprimées par stéréolithographie (SLA) deviennent brillantes et très lisses au toucher lorsque le grain du papier de verre approche 3000. Lorsqu'il atteint 12 000, les pièces deviennent réfléchissantes. Essayez de poncer lentement et avec soin, avec du papier de verre et des feuilles abrasives Micro Mesh de grain allant de 400 à 12 000, en augmentant de 200 à chaque passe. Poncez pour nettoyer la pièce à chaque changement de grain et éliminer les rayures du grain précédent avant de passer au suivant.

Sur la page assistance de notre site, vous trouverez un guide visuel pas à pas sur le ponçage manuel, ainsi que sur l'application éventuelle d'un spray acrylique.

Si vous ne recherchez qu'une semi-transparence, de l'huile minérale suffira pour donner une finition uniforme et masquer toute irrégularité légère de la pièce.

Nous avons essayé plusieurs méthodes de polissage de pièces transparentes imprimées en 3D : ponçage manuel, vaporisation de vernis et trempage dans de la résine.

Nous avons essayé plusieurs méthodes de polissage de pièces transparentes imprimées en 3D : ponçage manuel, vaporisation de vernis et trempage dans de la résine.

Vaporisation de vernis

Applications : Le vernissage par vaporisation est une méthode simple et rapide pour augmenter la transparence des pièces sans trop affecter le niveau de détails. Cette méthode est efficace pour tout type de modèles, car elle permet de couvrir des détails complexes qui peuvent être difficiles à atteindre par ponçage et polissage classiques.

Le vernissage permet à lui seul de dissimuler les lignes de couches et de protéger les pièces des UV, qui peuvent provoquer leur jaunissement et une post-polymérisation supplémentaire non souhaitée. Pour obtenir un fini de surface lisse, semblable au verre, il est conseillé de poncer et polir avant de vernir. Plus important sera le ponçage avant le vernissage et meilleure sera la transparence. Il est indiqué de réaliser ce traitement supplémentaire après impression dans le cas de prototypes qui doivent être complètement transparents, comme les emballages, les bouteilles et les dispositifs microfluidiques.

Instructions : Plusieurs options de vernissage existent, allant de vaporisateurs peu coûteux à des produits nécessitant un local et des outils spéciaux.

  • Vernis à vaporiser polyvalents : La gamme de vernis en spray s'étend de produits peu coûteux comme le Rustoleum Painter’s Touch 2X au Spray Max 2k Clear Glamor, de meilleure qualité mais encore abordable.
  • Vaporisateurs pour automobile : Des produits tels que le Lesonal Universal Clear, un vernis uréthane acrylique de très haute densité, donnent une brillance élevée et supportent la sécheresse de l'air et de hautes températures, mais leur application nécessite un pistolet et un local spécifiques. Le Lesonal Universal Clear et les produits similaires requièrent l'application préalable d'un apprêt.

Avant de vaporiser du vernis sur une pièce, séchez bien la pièce après nettoyage dans de l'alcool isopropylique. La pièce ne doit pas subir de post-polymérisation avant le vernissage pour éviter son jaunissement. Laissez la pièce sécher à l'air libre. Une fois bien sèche, vaporisez deux à trois couches de vernis dans un local exempt de poussière.

Des carrossiers peuvent réaliser cette opération pour vous avec du Lesonal Universal Clear, moyennant paiement. Généralement, ils utilisent un solvant léger comme de l'essence pour nettoyer et préparer la pièce avant l'application.

Pour leur installation à Times Square, Window to the Heart, les équipes Formlabs et Aranda/Lasch ont travaillé avec un carrossier pour vaporiser du vernis Lesonal Universal Clear sur chaque panneau.

Pour leur installation à Times Square, Window to the Heart, les équipes Formlabs et Aranda/Lasch ont travaillé avec un carrossier pour vaporiser du vernis Lesonal Universal Clear sur chaque panneau.

Dépôt de résine

Applications : Cette méthode convient le mieux à des pièces qui doivent être très transparentes. Elle ne fonctionne bien que sur des surfaces planes ou presque, comme une lentille ou une fenêtre à l'intérieur d'une pièce.

Les pièces traitées par dépôt de résine sont extrêmement lisses, et les réflexions à leur surface sont nettes et précises.

Cette méthode peut être utilisée pour obtenir une finition de surface encore plus lisse des pièces imprimées dans d'autres matériaux SLA, mais elle risque de réduire la netteté des détails.

Instructions : Appliquez Clear Resin sur la pièce, avec une seringue ou en la trempant comme souhaité. La résine visqueuse va remplir les couches et les rayures à la surface et lui donner un fini complètement lisse.

La couche de résine doit être aussi fine que possible, tout en comblant les lignes laissées par les couches. Résorbez les bulles à l'aide d'une seringue. Post-polymérisez la pièce complètement, en respectant les paramètres appropriés, puis répétez le processus sur l'autre face près trempage.

Les trois étapes de traitement de lentilles par bain de résine. À gauche, la lentille terminée.

Les trois étapes de traitement de lentilles par bain de résine. À gauche, la lentille terminée.

Remarque : Le traitement par trempage modifie légèrement la distance focale des lentilles. Amos Dudley, ingénieur applications à Formlabs, a conçu et imprimé un dispositif d'essai des lentilles, qui permet de mesurer les propriétés optiques de lentilles imprimées en 3D.

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