探索增材创新:用树脂 3D 打印透明部件
增材制造领域在不断发展,特别是在材料领域——供应商必须改进并调整其输出以满足制造商的需求。现代 3D 打印技术有一系列添加剂材料,可用于制造不透明的类似塑料的零件,但在制造透明或半透明零件时,材料的选择可能更具挑战性。
不乏需要某种程度的透明度或半透明性的制造项目,因此可以从透明树脂构建选项中受益。例如,光管在消费电子产品、牙科手术设备和微流体设备以及其他工业最终用途中有着广泛的应用。同样,透明的 3D 打印树脂可用于制造一系列光学部件,包括镜头、灯具和透明外壳。鉴于潜在的应用,探索透明树脂如何融入增材制造工艺是有意义的。
我可以 3D 打印透明塑料部件吗?
增材制造市场普遍认为,透明树脂 3D 打印会带来其他材料所没有的制造挑战——包括更长的打印时间、对劳动密集型精加工工艺的要求或质量较低的最终零件。这些因素使透明树脂因成本高昂和应用范围有限而享有盛誉。
然而,尽管存在某些增材生产挑战,但完全有可能使用 3D 打印技术制造出透明或半透明的塑料部件,并具有与其他增材材料相同的速度、准确性和成本效益优势。在某些情况下,透明部件可能需要精加工和后处理才能获得更高的清晰度——但这些考虑因素可能会以与不透明部件生产相同的方式考虑到设计过程中。
考虑到这一点,如果您正在寻找满足项目透明度要求的树脂,让我们来看看一些最有效的材料及其各自的增材制造工艺。
透明树脂3D打印材料
IND 405 – Carbon® 数字光合成 (DLS)™
LOCTITE 3D IND 405 是一种由 Carbon® 开发的用于数字光合成 (DLS)™ 3D 打印工艺的透明树脂,是一种单组分树脂,这意味着它可以快速轻松地打印。固化后,IND 405 部件的表面外观呈磨砂状——经过充分的后处理后,可以提高这种清晰度。
IND405 是根据工程师的具体反馈开发的,他们想要一种易于打印的 3D 打印材料,该材料比同类产品具有更高的耐用性和抗冲击性,但提供了一定程度的改进清晰度以增加其设计灵活性。考虑到这一点,IND405 坚固耐用,适用于流体分析设备、镜头原型、透明外壳和外壳以及手术导板等应用。
IND405的机械规格包括:
- 抗拉强度:42 MPa
- 杨氏模量:1500 MPa
- 断裂伸长率:120%
- 冲击强度 - IZOD Notched:50 J/m
- 0.455 MPa 时的热变形温度:53 °C
CE 221 – Carbon® 数字光合成 (DLS)™
氰酸酯 (CE 221) 是 Carbon® 开发的另一种树脂,用于数字光合成 (DLS) 增材制造工艺。与 14% 玻璃填充尼龙 6 相比,CE 221 以其耐高温性和刚性而著称。
CE 221 的主要特性包括抗紫外线、生物相容性以及对家用和工业化学品、酸、醇和碱的耐化学性。 CE221是半透明的,呈橙色。
CE 221 的机械规格包括:
- 抗拉强度:85 MPa
- 杨氏模量:3900 MPa
- 断裂伸长率:3 %
- 冲击强度 - IZOD Notched:15 J/m
- 0.455 MPa 时的热变形温度:230 °C
透明树脂 - 立体光固化成型 (SLA)
Clear 是 Formlabs 开发的用于立体光刻 (SLA) 3D 打印的树脂,该树脂使用光聚合工艺生产零件。透明树脂是制造需要半透明或需要展示内部功能的部件的理想选择,通常用于制造光学元件和照明部件。
然而,为了提高透明度,透明树脂需要大量的后处理。在实践中,这意味着手动打磨或抛光零件或喷涂或涂上透明涂层。
透明树脂的机械规格包括:
- 抗拉强度:65 MPa
- 杨氏模量:16 GPa
- 断裂伸长率:6.2 %
- 冲击强度 - IZOD Notched:25 J/m
- 0.455 MPa/66 psi 时的热变形温度:73.1 °C
高温 – 立体光刻 (SLA)
High Temp 是 Formlabs 为立体光刻工艺开发的树脂。透明,略带橙色,因其强度和耐温性而从其他透明 3D 打印树脂中脱颖而出:高温可承受高达 238 °C 的温度,负载最小,因此推荐用于透明外壳和固定装置,或热空气、气体和流体流动功能,需要清晰。
与透明树脂一样,高温需要后处理以提高其透明度。其机械规格包括:
- 抗拉强度:58.3 MPa
- 杨氏模量:2.6 GPa
- 断裂伸长率:13 %
- 冲击强度 - IZOD Notched:18.2 J/m
- 0.455 MPa/66 psi 时的热变形温度:142 °C
耐用 – 立体光固化成型 (SLA)
Durable 是 Formlabs 开发的一种树脂,能够在断裂前承受冲击、磨损和极端变形。 Durable 非常适合创建工程原型,也适用于需要轻微柔韧性或需要低摩擦表面的零件。
耐用树脂是半透明的,透明度类似于磨砂玻璃,可以打磨成光滑的表面。耐用树脂的机械规格包括:
- 断裂拉伸强度:28 MPa
- 杨氏模量:1000 MPa
- 断裂伸长率:55%
- 冲击强度 - IZOD Notched:114 J/m
- 0.455 MPa/66 psi 时的热变形温度:41 °C
弹性 – 立体光固化成型 (SLA)
Formlabs 的弹性树脂是一种透明的弹性材料,具有低硬度、高伸长率和高能量回报,这意味着它可以很好地弯曲、拉伸和压缩。弹性是硅胶的有用替代品,特别适用于需要柔韧、耐用和防碎的柔软触感部件。
弹性树脂通常用于制作医学模型和原型,特别是针对患者的解剖模型。它还用于制作可穿戴设备和消费品,以及特效、模型和道具。
弹性树脂的力学指标包括:
- 抗拉强度:3.23 MPa
- 杨氏模量:–
- 断裂伸长率:160%
- 冲击强度 - IZOD Notched:-
- 0.455 MPa/66 psi 时的热变形温度:–
透明零件:精加工和后处理
在应用合适的饰面或经过后处理之前,用透明树脂制造的部件可能无法达到所需的光学透明度水平。用于达到透明度的相关饰面和加工选项具有不同的优势和挑战。
考虑到这一点,Fast Radius 开发了许多技术来提高打印部件的清晰度,包括打磨和透明涂层。我们会逐案分析,以确定对特定几何形状使用哪些技术,我们将与您合作,帮助您实现零件所需的最佳清晰度。
如果您想了解有关 Fast Radius 功能的更多信息,或者有兴趣在您的下一个项目中使用透明树脂,请立即联系我们的团队。
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