Come ottenere una finitura superficiale chiara su parti stampate in 3D?

Le stampe 3D chiare e trasparenti sono ideali per creare parti prototipali chiare, mostrando cavità e dettagli interni. Applicazioni come alloggiamenti per LED, parti di lenti di prototipazione e dispositivi microfluidici sono alcuni esempi di applicazioni stampate in 3D con resina trasparente. Scopri come ha utilizzato il propmaker Campman Animatronics Clear Impact a Stampa in 3D un flauto traverso trasparente per il 50° compleanno delle regine olandesi.

La stampa 3D in resina è una delle poche tecnologie di stampa 3D in grado di creare parti in plastica trasparente ad alta risoluzione. Una delle sfide nella stampa 3D in resina è produrre parti trasparenti perfette che non ingialliscano nel tempo. Spesso, i nuovi utenti sono sorpresi dalla trasparenza delle parti appena uscite dalla stampante, come si vede nella bottiglia di Coca-Cola nell'immagine in basso a sinistra. Dopo il lavaggio e l'asciugatura, la trasparenza viene persa e la parte ha una finitura “frost” (bottiglia media). Una fase di post-elaborazione è necessaria per creare parti in plastica trasparente di lunga durata.

Figura 1: Parti stampate in 3D con Liqcreate Clear Impact resina, a sinistra appena uscita dalla stampante, al centro dopo il lavaggio e l'asciugatura, a destra dopo la spalmatura.

È disponibile un'ampia gamma di resine trasparenti per la stampa 3D. Non tutte le resine sono adatte per parti trasparenti di lunga durata. Ad esempio, le resine epossidiche, spesso utilizzate nelle grandi stampanti 355D laser a 3 nm, sono famose per il loro scolorimento nel tempo. Accanto agli epossidi, vengono utilizzati acrilati e uretani LCD, DLP, desktop basati su laser e MSLA Stampanti 3D. A seconda della qualità della resina, alcuni sono migliori per parti trasparenti e non ingiallenti. Ci sono alcuni fattori che sono importanti quando si tratta di parti trasparenti:

• – Formulazione e qualità della resina
• - Post produzione
• – Post stagionatura

Formulazione della resina e tipo di stampante 3D

La base di buone parti trasparenti e poco/non ingiallenti è la resina stessa. Le materie prime di bassa qualità e le impurità nella resina possono causare un ulteriore ingiallimento nel tempo. Oltre alla selezione di materie prime di alta qualità, la tecnologia delle resine e gli additivi sviluppati per Liqcreate Clear Impact eviterà un ulteriore ingiallimento nel tempo.

Parti trasparenti post-polimerizzazione

La post-polimerizzazione è un passaggio importante nella stampa 3D in resina. Durante la stampa, la resina non polimerizza completamente ed è spesso morbida e flessibile. Con una corretta post-polimerizzazione, si ottengono le sue proprietà finali. Spesso è necessaria una buona dose di UV (365, 385 o 405 nm) a una temperatura leggermente aumentata per una conversione vicina al 100%. Per ottenere il minimo ingiallimento per le parti trasparenti durante la post-elaborazione e dopo, è importante post-polimerizzare a temperatura ambiente, preferibilmente in tre fasi da 5 minuti. A temperature elevate, i prodotti collaterali possono causare un ulteriore ingiallimento.

Post-elaborazione delle parti trasparenti

Dopo la stampa, le parti trasparenti hanno spesso un aspetto sorprendente. Sono trasparenti al 100%, che cambiano quando le parti vengono lavate. Dopo il lavaggio in IPA o etanolo, le parti si trasformano lentamente in una finitura gelata una volta che il solvente si è asciugato. Per tornare ad una finitura trasparente, sono necessari alcuni passaggi di post-elaborazione.

Ci sono alcune possibilità per post-elaborare le parti trasparenti per ottenere una finitura superficiale trasparente. Le tecniche maggiormente utilizzate sono:

• – Levigatura e lucidatura
• – Immersione in resina
• – Polimerizzazione UV con azoto
• – Rivestimento a spruzzo

Levigatura e lucidatura

Levigatura e lucidatura manuale è un metodo efficace ed economico per parti con forme semplici. Spesso parti solide come lenti, dispositivi microfluidici o parti solide come prismi possono essere efficacemente trasformate in parti trasparenti. Inizia con una griglia di carta vetrata ruvida e lavora verso una griglia molto liscia. Carteggiare e lucidare via tutte le linee e i difetti dello strato e alla fine con la griglia più fine, le parti diventano trasparenti. La finitura finale deve essere lucidata con una microfibra e un detergente speciale. Una mola lucidante può facilitare questo lavoro, a patto che le parti non siano troppo complesse e difficili da raggiungere a mano o con la mola.

Immersione in resina

L'immersione in resina è stata proposta per la prima volta da Formlab nel loro articolo sulla post-elaborazione delle parti trasparenti. Funziona immergendo la parte nella resina per stampa 3D e quindi polimerizzandola successivamente. Dopo alcuni strati le parti diventano trasparenti. Va notato che la resina per stampa 3D forse non è il miglior tipo di resina da utilizzare come rivestimento. La viscosità e la finitura superficiale appiccicosa non saranno l'ideale per le parti utilizzate quotidianamente e i dettagli sono in parte sbiaditi dallo strato di resina.

Indurimento con azoto

Prendendo la parte migliore dell'immersione della resina e rendendola ancora migliore, si finisce per ottenere polimerizzazione con azoto le tue parti. Quando le tue parti sono stampate, non lavarle e lascia che la maggior parte della resina goccioli dalla parte. In questo modo sulla parte viene lasciato un sottile rivestimento di resina. L'aggiunta di un po' di calore può rendere lo strato di resina più sottile per preservare più dettagli. Quando lo strato è abbastanza sottile, polimerizzare la parte in una camera UV con azoto. Questo eliminerà tutto l'ossigeno e darà una parte non appiccicosa e trasparente.

Rivestimento a spruzzo

La cosa più semplice è lavare le parti con IPA/etanolo, asciugarle e polimerizzarle con i raggi UV, seguito da un rivestimento spray. Se la parte è semplice, è possibile eseguire una fase di levigatura prima del rivestimento. Ciò aumenterà la traslucenza e cancellerà i pixel e i livelli di stampa. Utilizzare uno spray acrilico e spruzzare più strati per ottenere una buona finitura superficiale. La lattina di Coca Cola nella foto in alto a destra è realizzata in questo modo, senza carteggiare. Per un processo facile, conveniente e veloce, si consiglia questo metodo. La trasparenza può essere aumentata con l'aggiunta di più strati di rivestimento sulla parte superiore. Dopo alcuni strati, le parti possono assomigliare al vetro protettivo stampato in 3D sottostante.

Team Liqcreate ti auguro buona stampa. In caso di domande o commenti, non esitate a contattarci all'indirizzo info@liqcreate.com qualsiasi momento.