Los materiales transparentes, como el vidrio o el acrílico, tienen una amplia gama de aplicaciones para productos de consumo, usos industriales, usos sanitarios y más. Sin embargo, prototipar o producir volúmenes reducidos de piezas transparentes puede resultar caro e ineficiente si se usan métodos tradicionales, lo que plantea una pregunta: ¿es posible imprimir en 3D piezas transparentes? La respuesta es sí, si se tienen la tecnología y los materiales adecuados.
La impresión 3D por estereolitografía (SLA) puede crear objetos translúcidos que, con algo de posacabado, pueden alcanzar la transparencia total. Las últimas impresoras 3D de resina de Formlabs, que son la compacta e increíblemente rápida Form 4 y la impresora de gran formato Form 3L, han dado un paso más allá en lo que respecta a la transparencia al utilizar un tanque de resina flexible que reduce las fuerzas de separación, lo que da como resultado piezas transparentes con un acabado liso de la superficie.
Hay múltiples materiales que permiten producir piezas impresas en 3D translúcidas y transparentes.
- La Clear Resin es una resina de impresión 3D excepcionalmente translúcida y de color neutro que ofrece un equilibrio óptimo entre una alta velocidad de impresión, una gran precisión, transparencia, fuertes propiedades mecánicas y un proceso de trabajo sencillo y fiable. Es ideal para componentes con fluidos, para la fabricación de moldes, para aplicaciones ópticas, para sistemas de iluminación, para mostrar detalles internos y para cualquier pieza que requiera ser translúcida.
- La Elastic 50A Resin es un material blando y elástico que es semitranslúcido. Es ideal para realizar prototipos que normalmente se fabrican con silicona.
- La Flexible 80A Resin es un material rígido de tacto blando, que además es semitranslúcido. Es ideal para simular la flexibilidad del caucho o el poliuretano termoplástico.
- La BioMed Clear Resin es un material transparente, duro, rígido y resistente al desgaste, diseñado para su uso en aplicaciones biocompatibles que requieren un contacto de larga duración con la piel (más de 30 días) o con las vías de gases respiratorios y las membranas mucosas (más de 30 horas), así como un contacto de corta duración (menos de 24 horas) con hueso, tejidos y dentina.
- La BioMed Elastic 50A Resin es un material blando, elástico y transparente para aplicaciones biocompatibles que requieren comodidad y un contacto de larga duración (más de 30 días) con la piel o un contacto de corta duración (menos de 24 horas) con membranas mucosas.
La BioMed Flex 80A Resin es un material firme, flexible y transparente para aplicaciones biocompatibles que requieren durabilidad y un contacto de larga duración (más de 30 días) con la piel o un contacto de corta duración (menos de 24 horas) con membranas mucosas.
En esta guía, te mostramos diversos métodos de acabado para fabricar piezas impresas en 3D transparentes para toda una gama de aplicaciones, desde sistemas ópticos hasta conductos de iluminación o aplicaciones con fluidos. Los métodos van desde soluciones rápidas para crear piezas con un buen grado de transparencia hasta técnicas específicas para crear piezas con transparencia total.
Aplicaciones de la impresión 3D transparente
Las impresiones 3D translúcidas y transparentes son ideales para crear prototipos translúcidos, mostrar cavidades y detalles internos, incluir luces LED, crear ventanas o imprimir modelos anatómicos y productos sanitarios transparentes.
Tanto Formlabs como nuestros clientes han empleado la Clear Resin para crear lentes con transparencia total para una cámara completamente impresa en 3D, placas para una instalación de lentes de Fresnel en Times Square, conductos de iluminación, prismas, dispositivos milifluídicos y más.
El ingeniero de aplicaciones de Formlabs Amos Dudley diseñó e imprimió en 3D una lente para una cámara totalmente impresa en 3D.
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Preguntas frecuentes: ¿Se puede imprimir en 3D con acrílico?
Sí, pero con inconvenientes. El polimetilmetacrilato (PMMA), conocido comúnmente como acrílico, es un termoplástico transparente que se utiliza con frecuencia como una alternativa más resistente al vidrio. Aunque es posible imprimir en 3D con acrílico utilizando impresoras 3D de modelado por deposición fundida (FDM), no es sencillo ni conveniente para los usuarios, ya que el material en sí mismo es tóxico y propenso a deformarse, mientras que las piezas que se imprimen en 3D con él son solo semitranslúcidas debido a la menor resolución de las impresoras FDM.
Si deseas imprimir en 3D piezas completamente transparentes similares al acrílico, recomendamos imprimir en una impresora 3D SLA con la Clear Resin y posacabar a continuación las piezas impresas mediante uno de los métodos mencionados en este artículo para que alcancen una transparencia total. Usar un aerosol acrílico es uno de los métodos que asegura transparencia.
Métodos para el posacabado de piezas transparentes impresas en 3D
Hemos sometido a ensayo distintas técnicas para posacabar piezas impresas en 3D con la Clear Resin. En este artículo, vamos a hablar del lijado manual, el revestimiento transparente y el goteo de resina. Cada opción de acabado requiere distintos niveles de esfuerzo, dependiendo del nivel de transparencia y de acabado de la superficie que exija tu pieza.
Lijado y pulido manual
Aplicaciones: El lijado y el pulido manual pueden ser una solución efectiva para formas simples con pocos detalles, pero son técnicas menos adecuadas para acabar modelos complejos. Resulta difícil lograr una transparencia óptica total con este método.
Para acabar una pieza transparente a mano, es necesario lijar la pieza con granos extremadamente finos, pero con algo de esfuerzo, puedes lijar y pulir las piezas para que sean tan translúcidas como una lupa. Sin embargo, eliminar completamente todas las líneas de capa con el acabado manual es todo un desafío: puede que percibas pequeños arañazos cuando inspecciones la pieza bajo la luz a un ángulo poco profundo.
Instrucciones: Utiliza distintos tipos de papel de lija con granos cada vez mayores para suavizar la superficie y, después, pule la pieza con un limpiador acrílico y un paño de microfibra.
Cuando se utilizan granos de nivel 3000, las piezas transparentes impresas en 3D se vuelven brillantes y muy suaves al tacto. Cuando se alcanza el nivel 12 000, pasan a ser reflectantes. Intenta utilizar una variedad de papeles de lija y micromallas con niveles de entre 400 y 12 000 en incrementos de 200 para limpiar lenta y cuidadosamente las piezas entre cada nivel y eliminar los arañazos del nivel anterior antes de pasar al siguiente.
Nuestra página de asistencia ofrece una guía visual paso a paso para el lijado manual, incluyendo un acabado opcional con aerosol acrílico.
Consejo: Si solo necesitas alcanzar un resultado semitransparente, utiliza aceite mineral para crear un acabado uniforme y ocultar los puntos de luz de tu pieza.
Hemos sometido a ensayo varios métodos para pulir piezas transparentes en 3D, desde el lijado manual hasta el revestimiento con aerosoles y el baño en resina.
Revestimiento con aerosoles
Aplicaciones: El revestimiento con aerosoles es una manera rápida y sencilla de mejorar la transparencia de las piezas sin reducir demasiado el nivel de detalle. Este método es efectivo para cualquier tipo de modelo, ya que puede revestir detalles complejos que pueden resultar difíciles de alcanzar con el lijado y el pulido habituales.
El revestimiento transparente ayuda a ocultar las líneas de capa y protege las piezas de la exposición a los rayos UV, que pueden amarillear las piezas y producir un poscurado no deseado. Si buscas un acabado de la superficie suave y similar al cristal, lija y pule la pieza manualmente antes del revestimiento: cuanto más lijes la pieza antes de aplicar el revestimiento transparente, mejor será la claridad. Este paso adicional es fantástico para el posacabado de prototipos que se asemejan a plásticos completamente transparentes, como embalajes, botellas y sistemas de microhidráulica.
Instrucciones: Hay diversas opciones para aplicar un revestimiento transparente, desde aerosoles de bajo coste hasta productos que requieren un lugar de trabajo y herramientas específicos.
- Pinturas en aerosol de uso general para revestimientos transparentes: Hay una gran variedad de aerosoles de alta calidad y asequibles. Recomendamos utilizar un revestimiento transparente 2K.
- Aerosoles para automóviles: Productos como Lesonal Universal Clear, un revestimiento transparente acrílico con un alto contenido en sólidos, ofrecen un alto nivel de brillo y están diseñados para su uso en un ambiente seco y con altas temperaturas, pero requieren una pistola rociadora y un espacio específico de aplicación.
Para aplicar el revestimiento con aerosoles, empieza con una pieza limpia y seca que ya hayas lavado en alcohol isopropílico. No poscures la pieza antes de rociarla con el aerosol, ya que esto hará que se amarillee. Deja que la pieza se seque al aire. Cuando esté completamente seca, aplica dos o tres capas con el aerosol en un entorno libre de polvo.
Consejo: Hay talleres de carrocería que pueden aplicar el revestimiento en tu lugar previo pago con un aerosol como Lesonal Universal Clear. Por lo general, estos talleres utilizan un disolvente suave, como nafta, para limpiar y preparar la superficie de la pieza antes de pintarla.
Para una instalación artística en Times Square, Window to the Heart, los equipos de Formlabs y de Aranda/Lasch trabajaron con un taller de carrocería para rociar cada pieza con Lesonal Universal Clear.
Revestimiento de resina
Aplicaciones: Este método funciona mejor cuando necesitas piezas muy transparentes y solo funciona en superficies planas o casi planas, como lentes o ventanas en el interior de una pieza.
El baño en resina da como resultado piezas extremadamente suaves, con reflejos transparentes y nítidos en la superficie.
Esta técnica se puede emplear para obtener un acabado aún más suave en piezas impresas con otros materiales SLA, aunque puede reducir el nivel de detalle.
Instrucciones: Aplica gotas de Clear Resin a la pieza con una jeringa o baña la pieza en la resina según sea necesario. La resina viscosa llena las capas y los arañazos de la pieza, formando así una superficie suave.
La capa de resina debería ser lo más fina posible, si bien debe eliminar las líneas de capa. Elimina las burbujas con la ayuda de una jeringa. Poscura la pieza por completo con los ajustes adecuados y repite el proceso por el otro lado, tanto el baño de resina como el poscurado.
Tres fases del posacabado de unas lentes con baño de resina. La lente final es la pieza de la izquierda.
Nota: El proceso de baño en resina altera ligeramente la distancia focal de las lentes. Para la lente de nuestra cámara impresa en 3D, el ingeniero de aplicaciones de Formlabs Amos Dudley diseñó e imprimió un dispositivo para someter a ensayo la lente.
Más información sobre la impresión 3D SLA
Con la impresora 3D MSLA Form 4, puedes crear piezas impresas en 3D translúcidas y completamente transparentes de forma asequible y con un proceso de posacabado mínimo.
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