Como fazer peças transparentes e translúcidas

Peças e protótipos claros têm uma enorme variedade de aplicações. Felizmente, eles também são bastante fáceis de fazer, com uma ampla variedade de materiais e tecnologias de prototipagem à sua disposição.

Este artigo aborda os conceitos básicos de peças transparentes e translúcidas:por que você pode precisar delas, quais materiais você pode usar, quais tecnologias de fabricação estão disponíveis e outras considerações, como polir e tingir suas peças transparentes.

Por que usar peças transparentes e translúcidas?

Os designers de produtos podem desejar peças claras por vários motivos. Olhe ao seu redor e você provavelmente verá pelo menos um objeto transparente ou translúcido feito pelo homem, seja uma janela de vidro, um recipiente transparente, um copo de plástico ou um pedaço de embalagem de comida.

Em geral, no entanto, existem três razões (às vezes sobrepostas) para criar partes claras, e vamos explicá-las aqui.

Lembre-se de que transparência significa totalmente claro, para que se possa ver exatamente o que está por trás do material, enquanto translucidez significa parcialmente claro, para que se possa ver a luz que atravessa o material ou uma representação borrada do que está por trás do material.

• Visibilidade :Em primeiro lugar, existem aquelas partes que são projetadas para serem claras para que os humanos possam ver através delas por razões funcionais. Isso inclui itens como janelas, óculos, recipientes para alimentos, porta-cartões de identidade e caixas plásticas para papelaria . Partes dessa categoria geralmente são totalmente transparentes:são projetadas para que os humanos possam ver exatamente o que está por trás do material transparente.
• Luz :Em segundo lugar, temos a categoria de peças que precisam ser limpas por motivos funcionais não relacionados à visão humana. Estes incluem quaisquer objetos onde a luz deve passar através do material transparente para fins mecânicos ou práticos. Os exemplos incluem janelas de painéis solares, estufas e terrários. Itens como capas para lanternas e faróis , embora relacionado à visão humana, também pode ser considerado aqui, já que o objetivo da seção de plástico transparente é deixar a luz sair, não revelar o que está dentro da peça.
• Estética :Em terceiro lugar, existem partes transparentes ou translúcidas cuja clareza é puramente por razões estéticas. Os humanos podem olhar através da peça ou ver a luz vindo de trás dela, mas isso não serve a nenhum propósito prático. Essas peças transparentes incluem videogame transparente e hardware de computador, brinquedos, relógios de pulso de plástico, instrumentos musicais de acrílico, bolsas de grife e alguns cabos de ferramentas/utensílios.

Quais materiais estão disponíveis?

Vários materiais podem ser usados ​​para fazer peças transparentes ou translúcidas. Estes variam de acordo com o processo de fabricação utilizado.

Processo	Material	Prós	Contras
SLA	Resina transparente	Economia de tempo e custo Alta resolução	Muito fraco e quebradiço Precisa de material de apoio
Usinagem CNC	PMMA	Nível de clareza muito alto Fácil de polir	Frágil comparado ao PC
	PC	Alta resistência ao impacto Resistência a altas temperaturas	Menos claro que PMMA Mais caro que PMMA
	ABS	Alta resistência ao impacto Baixo custo Resistente a rachaduras por tensão	Mais difícil de colorir do que o PC
Moldagem por injeção	PMMA	Nível de clareza muito alto Fácil de polir Corantes fáceis de misturar	Frágil comparado ao PC A resina deve ser seca antes da moldagem
	PC	Alta resistência ao impacto Resistência a altas temperaturas	Menos claro que PMMA Mais caro que PMMA A resina deve ser seca antes da moldagem
	ABS	Alta resistência ao impacto Baixo custo Resistente a rachaduras por tensão	Mais difícil de colorir do que o PC
Fundição de uretano	PX520 (tipo PC)	Maior resistência ao impacto	Inferior ao verdadeiro PC
	PX521 (tipo PMMA)	Maior nível de clareza	Inferior ao PMMA verdadeiro

Como fazer peças transparentes e translúcidas

Existem quatro técnicas principais para a confecção de peças plásticas transparentes e translúcidas, todas oferecidas pela 3ERP. Cada método tem seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens, embora a usinagem CNC e a rápida usinagem / moldagem por injeção sejam geralmente melhores para peças de uso final.

SLA

A estereolitografia (SLA) é um processo de impressão 3D que usa um laser focado para solidificar a camada de resina curável por UV. É uma das maneiras mais rápidas e econômicas de fazer peças transparentes, especialmente peças complexas com rebaixos.

Vantagens:

• Muito rápido
• Econômico
• Suporta geometrias complexas
• Alta resolução

Desvantagens:

• Produz peças fracas e quebradiças
• As estruturas de suporte devem ser removidas após a impressão
• Materiais limitados a formulações de resina específicas da marca
• Não é prático ou acessível para pedidos de várias unidades

Fundição de uretano

A fundição de uretano, um processo de fabricação de peças de uretano usando moldes temporários de silicone, é a melhor maneira de criar de 10 a 20 cópias de uma peça transparente, independentemente do nível de complexidade. Como o SLA, não produz peças fortes, mas produz excelentes acabamentos de superfície.

Vantagens:

• Econômico
• Muito fácil de tingir
• Simular moldagem 2K
• Boa aparência

Desvantagens:

• A transparência não é 100%
• Produz peças fracas e quebradiças
• Os moldes duram apenas cerca de 20 disparos

Usinagem CNC

A usinagem CNC, um processo de fabricação subtrativo em que o material é removido seletivamente de um blank, é a única maneira de obter um protótipo com transparência perfeita, e também pode ser usado para fazer peças translúcidas leitosas de materiais como DF23. A usinagem CNC também produz detalhes super finos se forem usados ​​cortadores pequenos (R0.1mm, R0.05mm etc.).

Saiba mais sobre usinagem de acrílico.

Vantagens:

• Alta qualidade
• Alto nível de clareza
• Várias opções de materiais

Desvantagens:

• Caro em grandes quantidades
• Menos liberdade geométrica que SLA

Moldagem por injeção

A moldagem por injeção, o processo de injeção de resina fundida em um molde de metal, é adequada para certas peças transparentes. O ferramental rápido - fazer um molde de alumínio de baixo custo - é adequado para mais de 100 peças, enquanto o ferramental de produção é melhor quando são necessárias mais de 10.000 peças transparentes.

Vantagens:

• Alta qualidade
• Econômico em grandes quantidades
• Vasta variedade de materiais

Desvantagens:

• Não é adequado para pedidos de baixo volume (1–100)
• Algumas restrições geométricas

Outros métodos

O corte a laser ou a jato de água nos permite fazer peças com geometria simples. Com qualquer um desses métodos, podemos fazer peças de folhas de material transparente que podem ser muito caras para usinagem CNC ou fundição de uretano, ou que não são mecanicamente adequadas para moldagem por injeção.

Saiba mais sobre como cortar chapas de acrílico e PC.

Como polir e adicionar cor a peças transparentes

Polaco

Ao fazer peças claras, o pós-processamento é necessário para atingir o nível de transparência necessário. Em geral, o polimento após a fabricação é a melhor maneira de tornar as peças SLA e CNC totalmente transparentes.

Para materiais usinados em CNC, especialmente PMMA, o polimento pode aumentar muito a clareza, em parte porque o acrílico é altamente resistente a pequenos arranhões que podem ser causados ​​pelo equipamento de polimento. As abordagens de polimento incluem polimento, polimento por chama (para peças padrão/não críticas) e usinagem óptica. O PC é mais vulnerável a arranhões, portanto, o polimento a vapor é usado para aumentar a clareza.

O polimento também melhora a clareza das peças SLA. Para essas peças transparentes impressas em 3D, um processo de três partes de lixamento úmido, limpeza da placa de cortiça e polimento com um pano de microfibra pode produzir bons resultados.

Cor

Além do polimento, podemos introduzir cor nas peças transparentes, geralmente por motivos estéticos. Com peças moldadas por injeção ou fundidas de uretano, podemos facilitar a autotextura e a autocoloração durante a etapa de moldagem, adicionando corantes e outros aditivos. Alternativamente (ou adicionalmente), podemos adicionar matizes ou revestimentos de tinta após o processo de moldagem, o que possibilita ter duas cores na peça final.

Para peças claras usinadas em CNC, podemos usar técnicas como jateamento de areia, tingimento ou pintura de textura para ajustar a aparência. Um excelente aspecto pode ser alcançado em muitas peças claras usando um processo de tingimento. As cores possíveis incluem vermelho, amarelo, azul e laranja. (Algumas cores, como cinza, são mais difíceis de controlar.) A pintura é outra opção simples, mas pode produzir problemas como casca de laranja:uma textura de superfície irregular indesejável.

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