透明度在零件生產(chǎn)(chǎn)中不僅具有美觀(guān)性，而且在某些情況下也是必要的。3D打印及其在設(shè)計(jì)、材料和工藝方面的靈活性使得創(chuàng )(chuàng)建具有透明效果的零件成為可能。然而，這項(xiàng)任務(wù)(wù)可能很困難，因?yàn)樵摷夾g(shù)的基本原理，即層的疊加，創(chuàng )(chuàng)造了光無(wú)(wú)法穿過(guò)(guò)的空間，從而使碎片獲得半透明的效果。玻璃是制造透明部件的首選材料，它正在成為3D打印的可行解決方案。不過(guò)(guò)有一些塑料是可以達(dá)到透明的效果的。我們將重點(diǎn)(diǎn)關(guān)(guān)注最后這材料。

在我們深入討論細(xì)節(jié)之前，區(qū)分透明效果和半透明效果非常重要。透明的硬幣可以讓更多的光線(xiàn)穿過(guò)(guò)，且不會(huì )(huì)產(chǎn)(chǎn)生明顯的扭曲，從而可以輕松看透硬幣。半透明的碎片可以讓光線(xiàn)通過(guò)(guò)，但會(huì )(huì)以散射的方式，也就是說(shuō)(shuō)，我們可以識(shí)別形狀，但透過(guò)(guò)碎片看到的圖像并不完全清晰。為了通過(guò)(guò)3D打印實(shí)(shí)現(xiàn)不同程度的清晰度，我們將分析兩種與透明塑料材料兼容的技術(shù)(shù)、每種技術(shù)(shù)需要考慮的因素以及相關(guān)(guān)的應(yīng)用。

創(chuàng )(chuàng)造透明度的技術(shù)(shù)

基于樹(shù)脂的工藝

當(dāng)您想到透明3D打印時(shí)(shí)，首先想到的就是使用基于樹(shù)脂的工藝。光聚合（SLA、DLP）是獲得高透明度和高質(zhì)(zhì)量零件的理想技術(shù)(shù)之一，因?yàn)楂@得的表面光滑且能讓更多光線(xiàn)通過(guò)(guò)。市場(chǎng)(chǎng)上有不同的透明樹(shù)脂，其特性適應(yīng)不同的透明光學(xué)(xué)應(yīng)用。例如，用于SLA打印機(jī)的Formlabs Clear Resin是一種樹(shù)脂，它可以讓您獲得接近玻璃透明度的部件，具有精細(xì)的細(xì)節(jié)，而無(wú)(wú)需冗長(cháng)(zhǎng)的后處理。

除了這些基于使用熱源和儲(chǔ)罐的工藝之外，我們還可以添加材料噴射。該技術(shù)(shù)特別允許同時(shí)(shí)使用幾種樹(shù)脂以及不同材料的組合。這樣就可以將透明樹(shù)脂裝入機(jī)器，并且可以在同一部件上獲得多種透明度。此外，材料噴射具有出色的分辨率和非常光滑的表面，這將提高零件的美觀(guān)度。

透明3D打印對(duì)研究微流體技術(shù)(shù)很有用（圖片來(lái)(lái)源：Formlabs）

然而，樹(shù)脂部件有一個(gè)(gè)常見(jiàn)的缺點(diǎn)(diǎn)，即它們隨著(zhù)時(shí)(shí)間的推移會(huì )(huì)變黃或在沖洗和干燥后失去透明度。為了避免這種情況，通常需要涂上涂層，拋光和打磨零件，以使表面盡可能光滑。一般來(lái)(lái)說(shuō)(shuō)，這些技術(shù)(shù)的結(jié)合有助于提高透明度和光澤度。

材料擠壓

與樹(shù)脂工藝相比，熔融沉積成型(FDM/FFF)是一種更經(jīng)(jīng)濟(jì)且更廣泛使用的技術(shù)(shù)，但實(shí)(shí)現(xiàn)的透明度較低。事實(shí)(shí)上，連續(xù)層中材料的沉積會(huì )(huì)散射光。在這種情況下，獲得的碎片是相當(dāng)半透明和不透明的。使用FDM打印機(jī)進(jìn)(jìn)行透明3D打印的突出材料是PLA、聚碳酸酯和PETG。在這些材料中，PETG最適合透明3D打印，因?yàn)櫧浞腫詠Y(jié)構(gòu)具有良好的透光性。

要使用FDM技術(shù)(shù)打印具有透明效果的零件，需要考慮一些關(guān)(guān)鍵參數(shù)。首先，通過(guò)(guò)將層高從0.1降低到0.2，可以最大限度地減少可見(jiàn)線(xiàn)條，從而產(chǎn)(chǎn)生更光滑、更均勻的表面，并可打磨成透明效果。保持材料的連續(xù)流動(dòng)(dòng)也很重要，以避免出現(xiàn)氣泡和瑕疵，并以較低的速度進(jìn)(jìn)行打印。最后要考慮的方面是零件的填充。通過(guò)(guò)選擇最少的或沒(méi)有填充結(jié)構(gòu)，光線(xiàn)可以更好地穿過(guò)(guò)部件并實(shí)(shí)現(xiàn)更透明的效果。然而，如上所述，F(xiàn)DM在打印透明部件方面的主要限制是難以完全去除層線(xiàn)，即使經(jīng)(jīng)過(guò)(guò)大量的后處理，例如打磨和涂層。

使用PETG 3D打印的透明部件（圖片來(lái)(lái)源：CNCKitchen）

透明3D打印的應(yīng)用

透明或半透明的3D打印部件不僅因?yàn)櫧涿烙^(guān)而且因?yàn)櫧涔δ芏艿街匾?。最具?chuàng)新性的用途之一是開(kāi)發(fā)(fā)原型，可以觀(guān)察機(jī)制的內(nèi)部運(yùn)作，使運(yùn)動(dòng)(dòng)部件或流體之間的相互作用清晰可見(jiàn)。此特性在微流體設(shè)備和光學(xué)(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也特別有用。例如，LED燈殼和導(dǎo)光板，其透明度使得控制光線(xiàn)的通過(guò)(guò)變得更加容易。透明3D打印最常見(jiàn)的用途是裝飾物品。事實(shí)(shí)上，半透明或透明部件的3D打印使設(shè)計(jì)師能夠創(chuàng )(chuàng)造出具有與玻璃類(lèi)似的表面或效果的獨(dú)特作品。

帶有3D打印鏡頭的相機(jī)（圖片來(lái)(lái)源：Formlabs）

3D打印的透明度在醫(yī)療領(lǐng)(lǐng)域也受到高度追捧，特別是用于制作盡可能逼真的手術(shù)(shù)模型。事實(shí)(shí)上，醫(yī)療專(zhuān)業(yè)(yè)人員可以通過(guò)(guò)這種方式看到患者的精確解剖結(jié)構(gòu)，例如看到器官內(nèi)的所有血管。他們可以更好地了解手術(shù)(shù)過(guò)(guò)程中的潛在風(fēng)(fēng)險(xiǎn)，并做好更充分的準(zhǔn)備。這也是一種讓病人放心的方式：通過(guò)(guò)向病人展示透明的解剖模型，他可以更好地了解身體的內(nèi)部動(dòng)(dòng)態(tài)(tài)。

因此，透明3D打印為高光學(xué)(xué)清晰度零件的設(shè)計(jì)和制造提供了有趣的可能性。技術(shù)(shù)和材料的選擇取決于相關(guān)(guān)的項(xiàng)目。除了這些因素之外，使用特定的設(shè)置和后期處理技術(shù)(shù)也將在很大程度上決定透明效果。

編譯整理：3dnatives