3D列印材料應用
如何 3D 打印透明塑料部件
在打印對象的外觀方面，3D 打印提供了無與倫比的自由度。只需更改使用的材料，就可以更改印刷品的顏色、紋理、大小和形狀。然而，有一種材料屬性經常被忽視，那就是透明度。
是否可以 3D 打印透明部件？
答案是肯定的，而且……也許吧。取決於您對清晰的定義以及您是否願意進行一些後期處理。
雖然可以使用正確的材料和設置打印一個物體，然後從構建板上拉出半透明打印件。如果您希望打印任何完全透明的東西，您將不得不做一些額外的工作。
為了理解為什麼會這樣，我們應該談談我們使用透明和半透明這兩個詞時的意思。
透明打印和半透明打印有什麼區別？
關於什麼使某些東西透明或半透明有一大堆科學，但就本文而言，當您想像像玻璃窗或無瑕疵的水晶這樣的透明材料時，您可能會想到透明。它可以讓幾乎所有可見光通過它。相反，半透明材料是一種只允許部分光線通過的材料，因此不是完全透明的，例如彩色玻璃窗或太陽鏡鏡片。任何不讓光線通過的材料都是不透明的。
談到 3D 打印時，這些術語經常被混為一談，行業標準是將具有半透明特性的 3D 打印絲和樹脂標記為“透明”，儘管用它們獲得完全透明的打印件非常困難。為了遵循這些命名約定，在談論具有半透明屬性的材料時，我們將它們稱為透明的。
大多數時候，當您嘗試使用透明燈絲進行 3D 打印時，尤其是使用 FFF 打印機時，您的打印件最終會看起來渾濁。根據您的設置，您可能仍然可以看到一些光線穿過它們，但它們最多是半透明的。
這是因為 3D 打印件由許多層疊在一起的材料組成。這些層之間的小縫隙和不規則之處會折射和散射光線，從而阻止光線通過。幸運的是，有一些方法可以減少甚至可能消除這個問題。
如何打印透明零件？
為了獲得最好的透明部件，三個方面很重要。使用的材料、切片器設置和後期處理。
印刷透明部件的材料
在打印半透明和透明部件時，您可以使用兩種截然不同的材料類別。第一種是使用 FFF 打印機的熱塑性塑料。第二種是使用 SLA 或 PolyJet/MultiJet 打印機的樹脂。
根據經驗，樹脂和基於樹脂的印刷技術可為您提供最透明的部件。然而，用樹脂獲得好的印刷品可能是一件更困難、更混亂的事情。Polyjet/MultiJet 打印機在天文數字上也比 FFF 打印機貴。
熱塑性塑料的優點是易於使用、需要較少的清理工作，並且有多種選擇。一些可以透明印刷的 FFF 材料有：
PLA
PLA 是最便宜和最常用的 FFF 材料之一。可以找到透明的 PLA，事實上，當它剛進入市場時，大多數 PLA 都是透明的。但是，使用 PLA 很難獲得清晰的打印效果，如果您希望獲得盡可能清晰的打印效果，上述其他材料通常是更好的選擇。
PETG
如果您正在尋找一種無需後處理即可獲得半透明打印的簡單且經濟實惠的方法，PETG 是您的最佳選擇。透明的 PETG 很容易找到，而且它比 PLA 和 ABS 的透明版本打印效果更好。但是，如果您想要真正透明的最終打印件，則仍然需要進行後處理。
CPE和CPE+
CPE和CPE+都有透明品種，尤其是CPE+耐熱性好，更容易進行熱處理後加工，更適合印刷透明。它還具有良好的機械性能，這使其成為功能部件的良好選擇。
PP
PP是另一種具有透明燈絲選項的材料。PP 比其他選項貴一點，但可以使用它獲得相當半透明的打印件，並且它還具有一些其他提到的材料所沒有的特定機械性能，使其適用於某些功能部件。
ABS
ABS 很常見，價格實惠，而且有透明品種。ABS 的缺點是它比 PLA 和 PETG 更難打印，因為它需要封閉的打印機，而且與 PLA 類似，您從構建板上打印出來的打印件不太可能特別透明。ABS 的一個主要優點是可以使用丙酮對其進行蒸汽平滑處理。我們將在後處理部分詳細討論蒸汽平滑。
PVB
PolySmooth 是一種由 PolyMaker 製造的基於 PVB 的材料，它易於打印，具有與 PETG 相似的機械性能，還有一個額外的優勢，即它可以用異丙醇蒸汽平滑，其方式類似於用丙酮平滑 ABS 的方式。PolySmooth 比 ABS 更貴，但它更容易打印，而且使用異丙醇的危險性比丙酮小得多，使平滑過程更容易、更安全。
打印透明部件使用哪些設置？
不同的材料和打印機也會有不同的要求，但有一些設置你應該特別注意。大多數與 FFF 打印相關。他們是：
填充百分比
填充百分比有兩個選項。100% 或 0%（對於除閃電之外的任何填充圖案）。100% 百分比將創建清晰的實體對象，是功能部件的最佳選擇。但是，對於大零件，燈絲的用量會很高。另一種方法是不使用填充物和單線厚的牆 這將創建一個空心物體，其中只有很少的材料來置換穿過它的光。缺點是如果沒有填充，許多對象將無法打印。任何其他填充百分比都會產生復雜的內部結構，這些結構會反射光線並降低印刷品的透明度。
螺旋化外輪廓（花瓶模式）
螺旋化外輪廓是一種可以平滑打印具有單一壁厚的對象的設置。它將打印變成一條連續的打印路徑，這意味著層與層之間沒有回縮，因此沒有 Z 形接縫。這非常適合製作薄的半透明部件，例如燈罩。
層高
更改圖層高度將更改零件的半透明程度。通常，較低的層高會在層與層之間產生更小的間隙，從而產生更清晰的部件。這也是此列表中唯一也與樹脂打印相關的設置。與 FFF 一樣，較低的層高通常是最好的。對於 FFF 打印，有一個例外情況，即層數越大越好。那是在使用單線厚壁的花瓶模式時。在這種情況下，更大的層甚至更大的噴嘴尺寸通常會產生更清晰的部件。
溫度
溫度會影響透明度。較高的溫度將幫助您的層更完全地融合，從而獲得更高的清晰度，但一旦溫度變得過高，您的材料就會在離開噴嘴時起泡甚至燃燒，從而導致部分透明度降低。
擠出率
將擠出率提高到略高於 100% 可以防止擠出不足，並有助於更好地填充層與層之間的間隙，從而獲得更清晰的打印效果。如果過多地增加擠壓速率，則會過度擠壓，這會產生相反的效果。
如何對 3D 打印進行後處理以使其透明
後處理是一個神奇的步驟，在適當的情況下，它可以將模糊不清的印刷品變成晶瑩剔透的印刷品。在大多數情況下，一些後期處理至少會有所幫助。您可以使用的一些技術包括：
打磨拋光
打磨打印件是平滑阻止打印件透明的層線的最直接方法之一。但是，您需要使用非常細的砂紙，最好甚至拋光以獲得完美光滑的表面。這對於具有復雜幾何形狀的零件也很難做到。還值得一提的是，您應該用濕砂 PLA 或任何耐熱性低的材料來阻止打磨時產生的熱量損壞零件。
透明塗層
如果操作得當，透明塗層 3D 打印可以帶來變革。透明塗層是一層透明的油漆，在應用時，它會沉入層線中，將它們填滿並為零件提供光滑的飾面。如果您的所有設置都已撥入並且使用了正確的材料，則透明塗層可能是半透明部分和透明部分之間的區別。
蒸汽平滑
蒸汽平滑是使用丙酮（用於 ABS）或異丙醇（用於 PVB）“熔化”打印件的外層，從而平滑防止打印件透明的層線的過程。蒸汽平滑可能是一個很難正確處理的過程，因為過度曝光零件實際上會導致零件完全熔化。
通過實踐，這可能是提高零件透明度的好方法。請注意，儘管蒸汽平滑可能很危險（尤其是使用丙酮時），因此您應該只在受控環境中並使用適當的安全預防措施時進行此操作。
溫度處理
可以通過將印刷品的外表面加熱來熔化
印刷品的層線。原理類似於蒸汽平滑，只是使用
熱量而不是化學反應來熔化模型表面。這可以
使用熱風槍完成，並且特別適用於 PETG 和 CPE+ 等耐溫
材料。
對於像 PLA 這樣快速熔化的材料，要可靠地做到這一點非常困難，因為您很容易不
小心使打印件變形。
3D 打印透明部件有哪些應用？
清晰的 3D 打印部件的用途只限於您的想像力。以下是幫助您入門的一些可能性：
科學研究
定制透明部件在科學研究中有多種用途。例如，卡迪夫大學的研究人員使用 3D 打印部件以比傳統替代方法更便宜、更靈活的方式研究微流體。
視覺原型
視覺原型是快速原型製作過程的重要組成部分，它們越準確，就越有用。如果您正在處理帶有透明部件的產品，那麼能夠打印這些部件並讓它們看起來完全符合您的要求，這將非常有價值。
家居裝飾品
為什麼不用一些漂亮的新燈罩或花瓶來裝飾你的家呢？借助 3D 打印的透明部件，您可以使用不僅美觀而且實用的部件來按照您的意願裝飾您的家。
藝術項目
3D 打印的透明和半透明部件開闢了一個充滿藝術機遇的全新世界。一個例子是立粉。Lithophanes 是通過改變物體的厚度製成的，這樣當光線照射在物體上時，圖像就會顯露出來。可以用
我們希望本文能為您揭開透明 3D 打印這一模糊主題的陰影。如果您想製作一些自己的水晶般清晰的打印件，請查看 Ultimaker 市場上提供的許多透明材料！