3D列印材料應用

如何 3D 打印透明塑料部件

印刷透明部件的材料

  1. 透明材料：

    • PLA：透明PLA是初學者的熱門選擇，因為它易於使用和打印。然而，PLA的透明度有限，通常只能達到半透明效果。
    • PETG：比PLA更強韌，也更具透明性。PETG在打印時產生的層間粘合更好，這有助於減少光線散射，提高透明度。
    • TPU：這是一種柔性材料，但也有透明選擇。TPU的透明度取決於厚度和打印設置。
    • PMMA（亞克力）：這種材料非常透明，能夠達到類似於玻璃的效果。然而，PMMA在打印過程中較難控制，需要經驗豐富的使用者。

  2. 透明樹脂：

    • 樹脂打印機（如SLA或DLP打印機）能夠打印出非常透明的部件。使用透明樹脂，可以輕鬆實現高透明度，尤其是在適當的後期處理之後。

CURA設置

  1. 層高和打印速度：

    • 使用較低的層高（0.1毫米或更小）可以減少層之間的縫隙和不規則性，有助於提高透明度。
    • 慢速打印可以增加層間的粘合效果，減少光線的散射。

  2. 填充密度：

    • 使用較高的填充密度（80%-100%）有助於減少內部空隙，提高打印件的透明度。

  3. 外殼厚度：

    • 使用較厚的外殼可以增加透明度，因為更多的材料層會減少光線的散射。

  4. 打印溫度：

    • 高溫打印可以改善層間粘合，從而提高透明度。但是，過高的溫度可能會導致燈絲流動性過大，影響打印效果。
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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

優點:

  • 成本低廉且易於打印。
  • 市場上容易找到透明品種。

缺點:

  • 難以獲得高透明度，通常只能達到半透明效果。

PETG

優點:

  • 比PLA更透明，易於打印。
  • 能夠在無需後處理的情況下達到較好的半透明效果。

缺點:

  • 雖然透明度比PLA好，但要達到完全透明仍需要後期處理。

CPE和CPE+

優點:

  • 透明品種多，尤其是CPE+具有良好的耐熱性，適合熱處理後加工。
  • 機械性能優異，適合製作功能性部件。

缺點:

  • 價格相對較高。

PP

優點:

  • 可以獲得相當半透明的打印件。
  • 具有特殊的機械性能，適用於特定功能部件。

缺點:

  • 成本較高，打印難度相對較大。

ABS

優點:

  • 成本低廉且常見，有透明品種。
  • 可以通過丙酮蒸汽平滑進行後處理，提高透明度。

缺點:

  • 打印難度較高，需要封閉的打印機。
  • 從打印板上取下來的打印件通常不夠透明。

PVB (PolySmooth)

優點:

  • 易於打印，機械性能類似於PETG。
  • 可以用異丙醇進行蒸汽平滑，提高透明度且過程較安全。

缺點:

  • 成本比ABS高，但相比丙酮處理，異丙醇處理更安全。

打印透明部件使用哪些設置？

 
打印透明部件所需調整和調整的設置與獲得良好打印所需的設置大致相同。

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！