Vytváření, navrhování a tisk nových objektů je vždy vzrušující, bez ohledu na konkrétní filament. Když však přidáte jedinečné a speciální materiály, můžete svým výtiskům snadno dodat další zajímavý rozměr. Například čirý filament pro 3D tisk, který je transparentní, lze využít nejen pro působivé vizuální efekty, ale také pro nové a zajímavé aplikace. Podívejme se proto blíže na tohoto průvodce, ve kterém najdete vše, co potřebujete vědět. Přejeme příjemné čtení!
Co způsobuje, že je filament čirý?
Existují tři hlavní faktory, které ovlivňují transparentnost filamentu, ať už mluvíme o čirém PLA filamentu nebo jiných filamentech pro 3D tiskárny. Stručně řečeno záleží na celkovém složení a čistotě základního materiálu použitého v čirém filamentu, tedy na tom, jaké částice a přísady jsou použity. Svou roli hraje také vnitřní struktura vznikající během výrobního procesu, která by měla být co nejrovnoměrnější a bez pigmentovaných materiálů.
Geeetech čirý PLA filament
A konečně, pokud chcete dosáhnout čirých 3D výtisků, je také důležité, aby světlo mohlo transparentním filamentem procházet co nejméně přerušovaně. To závisí na tom, jak světlo interaguje s mikrostrukturou materiálu. Základní princip spočívá v tom, zda se uvnitř materiálu nacházejí „centra rozptylu světla“, tedy zda světlo nepřichází do kontaktu s hustými skupinami polymerů nebo částic. Níže je stručná tabulka s potřebnými vlastnostmi.
| Klíčový faktor | Co zajišťuje čirost | Co způsobuje neprůhlednost |
| Složení | Čistý základní materiál s minimem přísad. | Vysoký obsah pigmentů, například barviv, třpytek nebo plniv, které blokují světlo. |
| Vnitřní struktura | Hladká a rovnoměrná na mikroskopické úrovni. | Obsahuje velké množství částic, které fungují jako hustá „mlha blokující světlo“. |
| Průchod světla | Světlo prochází přímo nebo jen s mírným zákalem. | Světlo se neustále rozptyluje a absorbuje, až nakonec téměř neprojde. |
Použitý základní materiál by měl být tvořen amorfními polymery, protože jejich mikrostruktura, tedy molekuly, má náhodné uspořádání. Díky tomu může světlo procházet filamentem s menším rozptylem a difuzí, takže výsledný 3D tištěný objekt zůstává do značné míry transparentní. Naproti tomu semikrystalické polymery vytvářejí kompaktnější mikrostruktury, které mohou spolu s barevnými pigmenty vést k neprůhlednému výsledku.
Dalším důležitým faktorem jsou přísady používané v transparentním 3D filamentu. Výrobci obvykle používají různé přísady, aby filamentu dodali výrazné barvy, vzhled imitující dřevo pomocí pilin nebo kovových částic a podobně. Nejlepší transparentní filamenty obvykle neobsahují barviva, plniva ani matující látky, protože ty narušují průchod světla a činí objekt méně průhledným.
Jakmile jste vybrali čirý filament a vložili jej do tiskárny, budete také muset správně nastavit parametry tisku, abyste dosáhli co nejlepších výsledků. Podrobněji se tomu věnujeme níže. Prozatím stačí vědět, že každá vrstva může tvořit malou hranici, na které se světlo láme a odráží, což je jeden z hlavních problémů při snaze o transparentní 3D tisk.
Jak vybrat nejlepší čirý filament?
Při výběru nejvhodnějšího čirého filamentu je třeba podle potřeb projektu vyvážit optickou čirost, pevnost v tahu a snadnost tisku. PLA nabízí snadné použití a dobrou tisknutelnost, zatímco PETG je odolnější a má lepší optickou čirost. Tisk s PETG však vyžaduje složitější nastavení než tisk s PLA.
Transparentní PLA vs. PETG
Transparentní PLA se tiskne snadno a konzistentně, takže je ideální pro začátečníky nebo projekty, kde je přijatelné rozptýlení světla namísto skutečné čirosti. Dobře zachovává detaily, ale zůstává na něm více viditelných linií vrstev, což omezuje míru transparentnosti i po následném zpracování.
Transparentní PETG výtisky mají mnohem silnější přilnavost mezi vrstvami, snášejí vyšší teploty a při správném nastavení, včetně sušení a dalších parametrů, mohou být výrazně čirší. Přestože je u PETG nutné pečlivěji kontrolovat stringing a podmínky sušení než u jiných materiálů, je PETG vhodnější, pokud chcete dosáhnout efektu podobného sklu.
Vzhledem k rozdílům v molekulární struktuře a následně i ve způsobu rozptylu světla působí při běžném nastavení transparentní PLA více mléčně bíle, zatímco PETG je čirší.
Transparentní PLA vs. PETG
K čemu lze použít čirý filament pro 3D tiskárny?
Čirý filament pro 3D tisk je nejvhodnější pro aplikace, které vyžadují průchod světla a transparentnost. Lze jej použít například k výrobě čoček, krytů osvětlení, dekorativních předmětů, prototypů se skrytými prvky, nádob na různé kapaliny nebo uměleckých objektů napodobujících sklo a křišťál.
V mnoha funkčních aplikacích lze detailní výtisky použít také jako kryty, kontrolní pomůcky pro laboratoře nebo technické modely, které umožňují sledovat vnitřní strukturu návrhu. Při vytváření dílů a designových výtisků poskytuje použití transparentních filamentů jedinečný estetický styl, kterého lze dosáhnout právě pomocí čirých materiálů.
Pochopení vlastního záměru a zamýšleného použití filamentu je klíčem k výběru nejlepšího čirého filamentu.
Pokud potřebujete tisknout objekty určené pro použití při pokojové teplotě v interiéru, zvolte PLA. Pokud potřebujete tisknout funkční, houževnaté, nárazuvzdorné a odolné objekty, které lze používat při vyšších teplotách, je vhodnější PETG.
Jak zlepšit transparentnost při 3D tisku?
Při 3D tisku opticky čirých objektů je důležité kontrolovat vlhkost, tiskové parametry, extruzi materiálu a povrchovou úpravu. Drobné nedostatky, jako jsou mikrobubliny, linie vrstev a nedostatečná přilnavost vrstev, mohou způsobit, že objekty vypadají zakaleně a bělavě, protože se světlo vychyluje ze své dráhy. Následující metody lze použít pro dosažení vyšší transparentnosti a vzhledu podobného sklu.
Nastavení tisku
Při 3D tisku opticky čirých objektů je důležité kontrolovat vlhkost, tiskové parametry, extruzi materiálu a povrchovou úpravu. Drobné nedostatky, jako jsou mikrobubliny, linie vrstev a nedostatečná přilnavost vrstev, mohou způsobit, že objekty vypadají zakaleně a bělavě, protože se světlo vychyluje ze své dráhy. Následující metody lze použít pro dosažení vyšší transparentnosti a vzhledu podobného sklu.
Sušení filamentů
Toto je nejdůležitější fáze. Materiály citlivé na vlhkost, jako jsou PETG, TPU a Nylon, mají při zahřátí tendenci vytvářet mikrobubliny. Je důležité materiály před použitím vysušit a následně je zabalit a utěsnit, aby znovu nenavlhly.
Zvýšení teploty tisku
Mírné zvýšení teploty trysky nad běžný rozsah může pomoci zlepšit spojení vrstev, snížit vnitřní dutiny a umožnit světlu procházet materiálem příměji. Tím se může zvýšit transparentnost.
Příliš vysoká teplota však může zhoršit vlastnosti a pevnost materiálu a tím transparentnost snížit. Proto je velmi důležité kontrolovat teplotní rozsah, obecně přibližně +5 až 15 °C.
Snížení rychlosti tisku
Při pomalejším tisku má filament více času na úplné roztavení a plynulé proudění, což zlepšuje pevnost spojení mezi vrstvami a vytváří hladší a čirší povrch. Pomalejší tisk také vytváří menší vnitřní napětí ve filamentu a méně zachycených bublin. Doporučuje se nastavit rychlost tisku na 20–40 mm/s a následně ji upravit podle konkrétní situace.
Zvýšení výšky vrstvy
Nastavením výšky vrstvy v rozsahu 0,2–0,28 mm se sníží celkový počet vytištěných vrstev, a tím vznikne méně míst, na kterých se může světlo při průchodu výtiskem rozptylovat. Větší tryska o průměru 0,6–0,8 mm může díky silnějším tiskovým liniím pomoci dosáhnout vyšší čirosti. Je však důležité současně zvýšit teplotu tisku a snížit rychlost, aby se tyto silnější vrstvy materiálu mohly plně spojit do rovnoměrného celku. V opačném případě může samotné zvětšení rozměrů tiskové vady naopak více zvýraznit.
Zapnutí Spiralize Outer Contour (Vase Mode)
U jednostěnných výtisků bez horních vrstev vytváří Vase Mode souvislou a nepřerušovanou extruzi. Tím se odstraní švy vrstev a přerušení, což výrazně zlepšuje optickou čirost dutých nebo dekorativních modelů. Níže je transparentní PETG stínidlo vytištěné v režimu Vase Mode.
Stínidlo vytištěné v režimu Vase Mode z Geeetech transparentního PETG filamentu
Použití transparentních nebo lesklých tiskových podložek
Hladký a reflexní povrch tiskové podložky zlepšuje čirost spodní vrstvy a snižuje zákal povrchu. Podložku důkladně vyčistěte, abyste zabránili vzniku vad, které by se mohly přenést do dalších vrstev výtisku.
Zapnutí „Minimum Retraction“ nebo vypnutí retrakce
Retrakce může způsobovat mikrovady, stringing nebo malé hrudky, které jsou u transparentních materiálů velmi dobře viditelné. Omezení nebo vypnutí retrakce tyto stopy minimalizuje. V případě potřeby lze toto nastavení kombinovat s dobře kalibrovaným Pressure Advance pro konzistentní extruzi.
Snížení hustoty výplně
A nakonec nižší hustota výplně umožňuje světlu procházet modelem s menším množstvím překážek. Pro maximální čirost použijte výplň s nízkou hustotou nebo tiskněte duté díly, pokud to konstrukce umožňuje.
Čiré PETG s různou hustotou výplně – čím nižší hustota výplně, tím vyšší transparentnost
Následné zpracování
Transparentnost výtisku lze po dokončení tisku výrazně zlepšit. Pomocí metod následného zpracování může čirý výtisk získat vzhled podobný sklu. Následující metody vám k tomu mohou pomoci.
Broušení
Broušení postupně jemnějšími zrnitostmi přibližně od 600 do 3000 je dalším způsobem, jak odstranit povrchové nedokonalosti a linie vrstev. Tím lze umožnit průchod většího množství světla 3D tištěným objektem. Při broušení je stále nutné zachovat rovnoměrný povrch, protože nerovnoměrně obroušená plocha může způsobit zkreslení výsledného výtisku.
Leštění
Leštěním výtisku mechanickým nebo ručním způsobem získá povrch lesk a odstraní se drobné škrábance vzniklé při broušení. Při vlastním leštění výtisku je nejlepší používat lešticí prostředky vhodné pro plasty.
Epoxidový nátěr
Nanesením tenké vrstvy čiré epoxidové pryskyřice se vyplní mikroskopické mezery mezi vytištěnými vrstvami a vytvoří se hladký, lesklý a transparentní povrch. Kromě hladkého povrchu může epoxid také zvýšit pevnost vytištěného dílu.
Vyhlazování parami (pouze ABS)
Pomocí par acetonu lze rozpustit horní vrstvu ABS výtisku, vyhladit linie vrstev a vytvořit lesklý povrch podobný sklu. Tento proces je nutné provádět velmi opatrně, aby se výtisk příliš neroztavil nebo nedošlo k poškození jemných detailů.
Další informace o následném zpracování najdete zde: následné zpracování 3D tisku.
Závěr
S kvalitním nastavením je možné vytvářet čiré modely, i když se na první pohled může zdát obtížné dosáhnout přesných a čistých 3D výtisků pomocí transparentních filamentů. Tento průvodce by vám měl poskytnout všechny potřebné informace k úspěšnému vytváření požadovaného vzhledu výtisků. Přejeme úspěšný tisk!