隨著最近的各行業產業升級提速，3D列印技術取得了進步，研發人員逐漸習慣於將3D印表機用於生產透明物體的項目中。許多行業應用中都追求產品材料的透明性：從生產光學工程或醫療用途的鏡片到製造美觀的產品外殼。本文我們將介紹有關透明材料3D列印的知識，可用的3D列印材料和以及如何克服與3D列印技術相關的挑戰，以便使您獲得儘可能優化的結果。
什麼是透明3D列印
透明3D列印是指具有不同透明度的3D列印模型。最終的結果從半透明到相對透明。生成最終產品的多樣性可以歸因於眾多因素，包括3D列印模型的性質，所用3D印表機的類型，3D列印設置，材料的選擇以及後期處理。重要的是要理解，取決於3D列印技術和所選的列印材料，實現完全透明3D列印可能具有挑戰性。
3D列印建模可最大程度地提高透明度
對於要進行3D列印的產品模型，重要的是要記住，越複雜的幾何形狀傾向於使光折射更多，並且變得非常清晰的可能性較小。對於彎曲的設計尤其如此，因為曲線會重定向光線。
話雖如此，為使光折射最小，建議您使用儘可能最薄的壁對列印模型進行3D建模。這是因為一旦對模型進行3D列印，較厚的壁將分散更多的光線並導致外觀更不透明。但是，請記住設計準則以及使用該3D列印技術所需的最小壁厚。
哪種3D列印技術最適合您的項目?
根據項目的性質選擇正確的3D列印方法。您正在製作原型嗎?還是您需要功能齊全的最終產品?考慮到3D列印模型的用途，您應該選擇所需的技術。每種提出的技術都會以不同的方式使您的生產受益。
FDM 3D列印技術
FDM 3D列印技術是3D列印界最著名的列印技術之一。它使用細絲線材製作您的3D列印模型。細絲在噴嘴中被加熱，並以物體平面樣式逐層噴出。
由於FDM 3D列印技術特性，在各層之間可能會形成很小的間隙，從而有助於減少穿過3D列印模型表面的光。使用FDM 3D印表機時往往也更容易看到的層線也會分散光。正是這種光折射幹擾了透明性，並且在設計和生產過程中將其最小化可以顯著改善結果。
此外，使用FDM 3D印表機尋找透明列印的最佳設置是一個具有挑戰性的過程，因為您需要反覆嘗試才能確定出適用於機器和所選材料的最佳參數。在這些設置中，您必須調整以下參數：材料擠出溫度和流速，列印平臺溫度，列印速度，層高厚度和噴嘴直徑。
SLA 3D列印技術
SLA立體光刻技術使用光化學工藝來使用聚合物光敏樹脂生產零件。這種3D列印過程的一個強大優勢是非常薄的層，因此對於透明3D列印產生非常好的結果。
在光學透明性方面，SLA具有非常令人滿意的結果。這種3D列印方法最適合追求平滑表面光潔度和高細節水平的視覺應用。但是，請務必注意，SLA 3D列印具有支持結構，需要在後期製作階段將其移除，這可能會影響模型的最終外觀。
用於3D列印的透明材料
確定3D列印技術後，下一步就是選擇正確的材料。各種技術的材料不同。您的決定應取決於3D列印模型的用途及其使用方式。原型可能不需要100%透明，但必須經受大量測試。但是，裝飾元素並不需要表現出足夠的強度，而必須在美學上令人愉悅。
用於FDM 3D列印的透明線材
儘管熔融沉積建模(FDM)由於可用的透明線材類型的多樣性而提供了最廣泛的材料選擇，但它不能產生最光滑的表面，進而會散射光並降低透明度。
透明3D列印線材由多種塑料製成，包括以下材料：
聚乳酸(PLA)絲是最常用的FDM 3D列印材料。它們的透明度在很大程度上取決於其質量。但是，PLA長絲通常由天然原料製成，因此略帶淡黃色，這也使其可生物降解。
丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)是半透明的而不是透明的。這是因為它與添加劑混合在一起，以弄清它不是天然存在的。它要求進行印後整理以獲得更透明的結果。
與其他材料相比，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的列印效果非常清晰，並且有多種顏色可供選擇。
聚碳酸酯(PC)是透明但耐用的3D列印線材，具有光澤光澤。
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETG)可能是最清晰的3D列印線材。
3D列印後處理工作
有許多後期處理可以提高使用或多或少的透明材料製作的3D列印的透明度。 其中包括打磨，樹脂浸漬，噴塗和環氧塗層，以及使用丙酮和拋光進行的蒸汽平滑(適用於多噴射列印)。
在打磨3D列印模型時，建議逐漸增加所用砂紙的粒度。SLA和FDM 3D列印件均可打磨。儘管勞動強度大，但是該方法可以提升模型光學透明度。噴塗和環氧塗層也適用於SLA和FDM 3D列印。這是一種非常流行的後處理方法，但通常需要反覆噴塗。
樹脂浸漬是僅用於SLA 3D列印的後處理方法。它包括將3D列印模型浸沒在樹脂中，然後再將其浸沒，以使其乾燥。它僅適用於平面物體，例如鏡頭。處理後模型表面清晰且非常平滑。
透明3D列印的未來
正如本文中介紹透明3D列印項目那樣，有多種方式可以讓3D列印模型具備不同程度的透明性。藉助正確的材料選擇，最佳的列印設置，以滿足您的需求和某些後期處理的最佳技術，您也可以製造出具有特殊光學透明度的物體。