Wie erhält man ein klares Oberflächenfinish auf 3D-gedruckten Teilen?

Klare und transparente 3D-Drucke sind ideal für die Erstellung klarer Prototypenteile, die interne Hohlräume und Details zeigen. Anwendungen wie LED-Gehäuse, Prototyping-Linsenteile und mikrofluidische Geräte sind einige Anwendungsbeispiele, die mit klarem Harz 3D-gedruckt werden. Erfahren Sie, wie der Requisitenhersteller Campman Animatronics verwendet hat Clear Impact zu 3D-Druck einer transparenten Querflöte zum 50. Geburtstag der niederländischen Königin.

Der Harz-3D-Druck ist eine der wenigen 3D-Drucktechnologien, mit der transparente Kunststoffteile mit hoher Auflösung hergestellt werden können. Eine der Herausforderungen beim Harz-3D-Druck besteht darin, perfekte transparente Teile herzustellen, die mit der Zeit nicht vergilben. Oft sind Erstanwender überrascht von der Transparenz von Teilen frisch aus dem Drucker, wie in der Coca-Cola-Flasche im Bild unten links zu sehen ist. Nach dem Waschen und Trocknen geht die Transparenz verloren und das Teil hat ein „Frost“-Finish (mittlere Flasche). Um langlebige transparente Kunststoffteile herzustellen, ist ein Nachbearbeitungsschritt notwendig.

Abbildung 1: 3D-gedruckte Teile mit Liqcreate Clear Impact Harz, links frisch aus dem Drucker, Mitte nach dem Waschen und Trocknen, rechts nach dem Beschichten.

Für den 3D-Druck steht eine große Auswahl an durchsichtigen Harzen zur Verfügung. Nicht jedes Harz ist für langlebige transparente Teile geeignet. Beispielsweise sind Epoxidharze, die häufig in großen 355-nm-Laser-3D-Druckern verwendet werden, für ihre Verfärbung im Laufe der Zeit berüchtigt. Neben Epoxiden werden Acrylate und Urethane eingesetzt LCD, DLP, Desktop-Laser-basiert und MSLA 3D-Drucker. Je nach Qualität des Harzes eignen sich einige besser für klare, nicht vergilbende Teile. Es gibt ein paar Faktoren, die wichtig sind, wenn es um transparente Teile geht:

• – Harzformulierung und -qualität
• - Nachbearbeitung
• – Nachhärten

Harzformulierung und Art des 3D-Druckers

Die Grundlage für gute transparente und wenig/nicht vergilbende Teile ist das Harz selbst. Rohstoffe von geringer Qualität und Verunreinigungen im Harz können mit der Zeit zu einer zusätzlichen Vergilbung führen. Neben der Auswahl hochwertiger Rohstoffe wurden die Harztechnologie und die Additive dafür entwickelt Liqcreate Clear Impact wird zusätzliches Vergilben im Laufe der Zeit verhindern.

Klare Teile nachhärten

Das Nachhärten ist ein wichtiger Schritt beim Harz-3D-Druck. Während des Druckens härtet das Harz nicht vollständig aus und ist oft weich und biegsam. Mit einer ordnungsgemäßen Nachhärtung werden seine endgültigen Eigenschaften erreicht. Oft ist eine gute UV-Dosis (365, 385 oder 405 nm) bei leicht erhöhter Temperatur für eine nahezu 100-prozentige Umwandlung erforderlich. Um die geringste Vergilbung für klare Teile während der Nachbearbeitung und danach zu erzielen, ist es wichtig, bei Raumtemperatur nachzuhärten, vorzugsweise in drei Schritten von 5 Minuten. Bei erhöhten Temperaturen können Nebenprodukte eine zusätzliche Vergilbung verursachen.

Klare Teile nachbearbeiten

Klare Teile sehen nach dem Druck oft fantastisch aus. Sie sind zu 100 % transparent und verändern sich beim Waschen der Teile. Nach dem Waschen in IPA oder Ethanol nehmen die Teile nach dem Trocknen des Lösungsmittels langsam eine frostige Oberfläche an. Um wieder zu einem transparenten Finish zu gelangen, sind einige Nachbearbeitungsschritte erforderlich.

Es gibt einige Möglichkeiten, klare Teile nachzubearbeiten, um ein transparentes Oberflächenfinish zu erhalten. Die am häufigsten verwendeten Techniken sind:

• – Schleifen und Polieren
• – Eintauchen in Harz
• – Stickstoff-UV-Härtung
• – Spritzbeschichtung

Schleifen und Polieren

Manuelles Schleifen und Polieren ist eine effektive und kostengünstige Methode für Teile mit einfachen Formen. Oft können feste Teile wie Linsen, mikrofluidische Geräte oder feste Teile wie Prismen effektiv in transparente Teile umgewandelt werden. Beginnen Sie mit einem groben Schleifpapiergitter und arbeiten Sie sich zu einem sehr glatten Gitter vor. Schleifen und polieren Sie alle Schichtlinien und Defekte weg und schließlich werden die Teile mit dem feinsten Raster transparent. Das endgültige Finish sollte mit einem Mikrofaser- und Spezialreiniger poliert werden. Eine Polierscheibe kann diese Arbeit erleichtern, solange die Teile nicht zu komplex und mit der Hand oder der Scheibe schwer zu erreichen sind.

Tauchen in Harz

Das Eintauchen in Harz wurde zuerst von vorgeschlagen Formlabs in ihrem Artikel über die Nachbearbeitung von klaren Teilen. Es funktioniert, indem das Teil in 3D-Druckharz getaucht und dann nachgehärtet wird. Nach einigen Schichten werden die Teile transparent. Es sollte beachtet werden, dass 3D-Druckharz vielleicht nicht die beste Art von Harz ist, um es als Beschichtung zu verwenden. Die Viskosität und die klebrige Oberflächenbeschaffenheit sind nicht ideal für Teile des täglichen Gebrauchs und die Details werden teilweise durch die Harzschicht ausgeblendet.

Stickstoffhärtung

Nehmen Sie das Beste aus dem Eintauchen in Harz und machen Sie es noch besser Stickstoffhärtung Ihre Teile. Wenn Ihre Teile gedruckt sind, waschen Sie sie nicht und lassen Sie den größten Teil des Harzes vom Teil abtropfen. Auf diese Weise verbleibt eine dünne Harzschicht auf dem Teil. Das Hinzufügen von etwas Wärme kann die Harzschicht dünner machen, um mehr Details zu erhalten. Wenn die Schicht dünn genug ist, härten Sie das Teil in einer UV-Kammer mit Stickstoff aus. Dadurch wird der gesamte Sauerstoff entfernt und ein nicht klebriges und transparentes Teil erhalten.

Sprühbeschichtung

Am einfachsten ist es, Ihre Teile mit IPA/Ethanol zu waschen, zu trocknen und UV-härten zu lassen, gefolgt von einer Sprühbeschichtung. Wenn es sich um ein einfaches Teil handelt, kann vor dem Beschichten ein Schleifschritt ausgeführt werden. Dies erhöht die Lichtdurchlässigkeit und löscht die Pixel- und Druckschichten. Verwenden Sie ein Acrylspray und sprühen Sie mehrere Schichten, um ein gutes Oberflächenfinish zu erhalten. Die Coca-Cola-Dose im Bild oben rechts wird auf diese Weise ohne Schleifen hergestellt. Für einen einfachen, erschwinglichen und schnellen Prozess wird diese Methode empfohlen. Die Transparenz kann durch Hinzufügen weiterer Beschichtungsschichten erhöht werden. Nach ein paar Schichten können Teile wie das 3D-gedruckte Schutzglas unten aussehen.

Team Liqcreate wünschen Ihnen viel Spaß beim Drucken. Wenn Sie Fragen oder Anmerkungen haben, können Sie uns gerne unter kontaktieren info@liqcreate.com zu jeder Zeit.