Explorando a inovação aditiva:impressão 3D de peças transparentes com resina

O cenário da manufatura aditiva está evoluindo constantemente, principalmente no espaço material – onde os fornecedores devem melhorar e adaptar seus resultados para atender às necessidades do fabricante. A moderna tecnologia de impressão 3D tem uma variedade de materiais aditivos com os quais criar peças opacas e semelhantes a plásticos, mas quando se trata de fazer peças transparentes ou translúcidas, as escolhas de materiais podem ser mais desafiadoras.

Não faltam projetos de fabricação que precisam de algum grau de transparência ou translucidez e que, portanto, se beneficiariam de uma opção clara de construção de resina. Os tubos de luz, por exemplo, têm ampla aplicação em eletrônicos de consumo, equipamentos de cirurgia odontológica e dispositivos microfluídicos – entre outros usos finais industriais. Da mesma forma, a resina de impressão 3D transparente pode ser usada para criar uma variedade de peças ópticas, incluindo lentes, luminárias e caixas transparentes. Dadas as aplicações potenciais, faz sentido explorar como a resina transparente se encaixa no processo de manufatura aditiva.

Posso imprimir peças plásticas transparentes em 3D?

Há uma percepção em todo o mercado de manufatura aditiva de que as impressões 3D de resina transparente apresentam desafios de fabricação que outros materiais não – incluindo tempos de impressão mais longos, requisitos para processos de acabamento intensivos em mão de obra ou peças finais de qualidade inferior. Esses fatores deram às resinas claras uma reputação de custo proibitivo e de ter um conjunto limitado de aplicações.

No entanto, embora existam certos desafios de produção aditiva, é totalmente possível criar peças plásticas transparentes ou translúcidas usando a tecnologia de impressão 3D, com a mesma velocidade, precisão e benefícios de custo-benefício que outros materiais aditivos. Em alguns casos, peças claras podem exigir acabamentos e pós-processamento para obter maior clareza – mas essas considerações podem ser levadas em consideração no processo de design da mesma maneira que a produção de peças opacas.

Com isso em mente, se você está procurando uma resina para atender aos requisitos de clareza do seu projeto, vamos dar uma olhada em alguns dos materiais mais eficazes e seus respectivos processos de manufatura aditiva.

Materiais de impressão 3D de resina transparente

IND 405 – Carbon® Digital Light Synthesis (DLS)™

Uma resina transparente desenvolvida pela Carbon® para o processo de impressão 3D Digital Light Synthesis (DLS)™, LOCTITE 3D IND 405 é uma resina monocomponente – o que significa que pode ser impressa de forma rápida e fácil. Uma vez curadas, as peças IND 405 têm uma aparência de superfície fosca – após um pós-processamento suficiente, é possível aumentar essa clareza.

O IND405 foi desenvolvido seguindo feedback específico de engenheiros que queriam um material de impressão 3D fácil de imprimir que tivesse mais durabilidade e resistência ao impacto do que seus equivalentes, mas que oferecesse um grau de clareza aprimorado para aumentar sua flexibilidade de design. Com isso em mente, o IND405 é forte, resistente e útil para aplicações que incluem dispositivos de análise de fluidos, protótipos de lentes, invólucros e invólucros transparentes e guias cirúrgicos.

As especificações mecânicas do IND405 incluem:

• Resistência à tração na ruptura:42 MPa
• Módulo de Young:1500 MPa
• Alongamento na falha:120%
• Resistência ao impacto — IZOD Entalhado:50 J/m
• Temperatura de deflexão de calor a 0,455 MPa:53 °C

CE 221 – Carbon® Digital Light Synthesis (DLS)™

Cyanate Ester (CE 221) é outra resina desenvolvida pela Carbon® para o processo de fabricação aditiva de síntese de luz digital (DLS). Comparável ao Nylon 6 com 14% de fibra de vidro, o CE 221 é conhecido por sua resistência e rigidez a altas temperaturas.

As principais propriedades do CE 221 incluem resistência UV, biocompatibilidade e resistência química a produtos químicos domésticos e industriais, ácidos, álcoois e bases. O CE221 é semitransparente, com coloração laranja.

As especificações mecânicas do CE 221 incluem:

• Resistência à tração na ruptura:85 MPa
• Módulo de Young:3900 MPa
• Alongamento na falha:3%
• Resistência ao impacto — IZOD Entalhado:15 J/m
• Temperatura de deflexão de calor a 0,455 MPa:230 °C

Resina transparente – Estereolitografia (SLA)

Clear é uma resina desenvolvida pela Formlabs para impressão 3D de estereolitografia (SLA), que produz peças por meio de um processo de fotopolimerização. Ideal para criar peças que exigem translucidez ou que precisam exibir funcionalidade interna, a resina Clear é comumente usada para fazer componentes ópticos e peças de iluminação.

Para obter maior clareza, no entanto, a resina Clear requer um pós-processamento significativo. Na prática, isso significa lixar ou polir manualmente as peças ou aplicar revestimento em spray ou revestimento transparente.

As especificações mecânicas da resina transparente incluem:

• Resistência à tração na ruptura:65 MPa
• Módulo de Young:16 GPa
• Alongamento na falha:6,2%
• Resistência ao impacto — IZOD Entalhado:25 J/m
• Temperatura de deflexão de calor @ 0,455 MPa/66 psi:73,1 °C

Alta Temp – Estereolitografia (SLA)

High Temp é uma resina desenvolvida para o processo de estereolitografia pela Formlabs. Transparente com um leve tom alaranjado, destaca-se de outras resinas transparentes para impressão 3D devido à sua força e resistência à temperatura:High Temp pode suportar temperaturas de até 238 °C com carga mínima e, portanto, é recomendado para aplicações como caixas transparentes e ou funções de fluxo de ar quente, gás e fluido onde a clareza é um requisito.

Como a resina Clear, High Temp requer pós-processamento para aumentar sua clareza. Suas especificações mecânicas incluem:

• Resistência à tração na ruptura:58,3 MPa
• Módulo de Young:2,6 GPa
• Alongamento na falha:13%
• Resistência ao impacto — IZOD Entalhado:18,2 J/m
• Temperatura de deflexão de calor @ 0,455 MPa/66 psi:142 °C

Durável – Estereolitografia (SLA)

Durable é uma resina desenvolvida pela Formlabs para ser capaz de suportar impactos, desgastes e deformações extremas antes de quebrar. Ideal para a criação de protótipos de engenharia, Durable também é útil para peças que exigem pouca flexibilidade ou que precisam de superfícies de baixo atrito.

A resina durável é semitransparente com uma claridade semelhante ao vidro fosco e pode ser lixada para obter um acabamento suave. As especificações mecânicas da resina durável incluem:

• Resistência à tração na ruptura:28 MPa
• Módulo de Young:1000 MPa
• Alongamento na falha:55%
• Resistência ao impacto — IZOD Entalhado:114 J/m
• Temperatura de deflexão de calor @ 0,455 MPa/66 psi:41 °C

Elástico – Estereolitografia (SLA)

A resina Elastic da Formlabs, é um material elastomérico transparente que oferece baixa dureza, alto alongamento e alto retorno de energia, o que significa que dobrará, esticará e comprimirá bem. O elástico é uma alternativa útil ao silicone e é particularmente adequado para peças de toque suave que precisam ser flexíveis, duráveis ​​e inquebráveis.

A resina elástica é comumente usada para fazer modelos e protótipos médicos, particularmente modelos anatômicos específicos do paciente. Também é usado para fazer wearables e bens de consumo, efeitos especiais, modelos e adereços.

As especificações mecânicas da resina elástica incluem:

• Resistência à tração na ruptura:3,23 MPa
• Módulo de Young:–
• Alongamento na falha:160%
• Força de impacto — IZOD Entalhado:–
• Temperatura de deflexão de calor @ 0,455 MPa/66 psi:–

Limpar peças:acabamento e pós-processamento

As peças fabricadas em resina transparente podem não atingir os níveis de transparência óptica desejados até que os acabamentos adequados tenham sido aplicados, ou até que tenham passado pelo pós-processamento. Os relevantes acabamentos e opções de processamento utilizados para alcançar a transparência oferecem diferentes vantagens e desafios.

Com isso em mente, a Fast Radius desenvolveu uma série de técnicas para melhorar a clareza das peças impressas, incluindo lixamento e revestimento transparente. Realizamos análises caso a caso para determinar quais técnicas utilizar para uma geometria específica e trabalharemos com você para ajudar a alcançar o melhor nível possível de clareza que você precisa para sua peça.

Se você quiser saber mais sobre os recursos do Fast Radius ou estiver interessado em usar resina transparente em seu próximo projeto, entre em contato com nossa equipe hoje.

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