アディティブイノベーションの探求:樹脂を使用した透明パーツの 3D プリント

アディティブマニュファクチャリングの状況は常に進化しており、特にマテリアルスペースでは、プロバイダーが改善し、製造業者のニーズを満たすように出力を調整する必要があります。最新の 3D プリント技術には、不透明なプラスチックのようなパーツを作成するための一連の追加材料がありますが、透明または半透明のパーツを作成する場合、材料の選択はより困難になる可能性があります。

ある程度の透明性または半透明性が必要な製造プロジェクトには事欠きません。そのため、クリアレジンビルドオプションのメリットがあります。たとえば、ライトパイプは、民生用電子機器、歯科手術用機器、マイクロ流体デバイスなど、産業用の最終用途に幅広く使用されています。同様に、透明な 3D プリント樹脂を使用して、レンズ、照明器具、シースルーハウジングなどの一連の光学部品を作成できます。潜在的な用途を考えると、透明樹脂が付加製造プロセスにどのように適合するかを調べることは理にかなっています.

透明なプラスチックパーツを 3D プリントできますか?

アディティブマニュファクチャリング市場では、クリアレジンの 3D プリントが、他の材料にはない製造上の課題をもたらすという認識があります。これには、より長いプリント時間、労働集約的な仕上げプロセスの要件、または最終部品の品質の低下が含まれます。これらの要因により、透明レジンは法外な費用がかかり、用途が限られているという評判になっています.

ただし、特定の積層造形の課題は存在しますが、3D 印刷技術を使用して透明または半透明のプラスチック部品を作成することは完全に可能であり、他の積層材料と同じ速度、精度、およびコスト効率のメリットがあります。場合によっては、透明なパーツをより明確にするために仕上げと後処理が必要になることがありますが、これらの考慮事項は、不透明なパーツの製造と同じ方法で設計プロセスに組み込まれる場合があります。

それを念頭に置いて、プロジェクトの透明度の要件を満たす樹脂を探している場合は、最も効果的な材料とそれぞれの付加製造プロセスを見てみましょう.

透明樹脂 3D プリント材料

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

Digital Light Synthesis (DLS)™ 3D 印刷プロセス用に Carbon® が開発した透明な樹脂である LOCTITE 3D IND 405 は、1 液型の樹脂です。つまり、すばやく簡単に印刷できます。硬化すると、IND 405 部品の表面はつや消しの外観になります。十分な後処理を行うと、その透明度を高めることができます。

IND405 は、対応するものよりも耐久性と耐衝撃性が高く、設計の柔軟性を高めるためにある程度の透明度を提供する、印刷が容易な 3D 印刷材料を求めていたエンジニアからの具体的なフィードバックに従って開発されました。そのことを念頭に置いて、IND405 は、流体分析デバイス、レンズプロトタイプ、透明なハウジングとエンクロージャ、外科用ガイドなどの用途に強くて丈夫で有用です。

IND405 の機械的仕様は次のとおりです。

破断時の引張強度:42 MPa
ヤング率:1500 MPa
破断伸び:120%
衝撃強度 — IZOD ノッチ:50 J/m
0.455 MPa での熱たわみ温度:53 °C

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

シアン酸エステル (CE 221) は、デジタル光合成 (DLS) 付加製造プロセス用に Carbon® が開発した別の樹脂です。 CE 221 は、14% のガラス繊維入りナイロン 6 に匹敵し、その高温耐性と剛性で知られています。

CE 221 の主な特性には、UV 耐性、生体適合性、および家庭用および工業用化学薬品、酸、アルコール、および塩基に対する耐薬品性が含まれます。 CE221 は半透明で、オレンジ色です。

CE 221 の機械仕様には以下が含まれます:

破断時の引張強度:85 MPa
ヤング率:3900 MPa
破断時の伸び:3 %
衝撃強度 — IZOD ノッチ:15 J/m
0.455 MPa での熱変形温度:230 °C

透明レジン – 光造形法 (SLA)

クリアは、光重合プロセスを使用して部品を製造するステレオリソグラフィー (SLA) 3D プリント用に Formlabs が開発した樹脂です。透明性が必要な部品や、内部の機能を示す必要がある部品の作成に最適な透明レジンは、一般的に光学部品や照明部品の製造に使用されます。

ただし、透明度を向上させるには、クリアレジンにかなりの後処理が必要です。実際には、これは手作業で部品を研磨または研磨するか、スプレーコーティングまたはクリアコーティングを適用することを意味します。

クリアレジンの機械的仕様は次のとおりです。

破断時の引張強度:65 MPa
ヤング率:16 GPa
破断伸び:6.2 %
衝撃強度 — IZOD ノッチ:25 J/m
熱たわみ温度 @ 0.455 MPa/66 psi:73.1 °C

高温 – 光造形法 (SLA)

High Temp は、Formlabs が立体造形プロセス用に開発した樹脂です。わずかにオレンジ色がかった透明で、その強度と耐熱性により、他の透明な 3D プリント樹脂とは一線を画しています。High Temp は、最小限の負荷で最大 238 °C の温度に耐えることができるため、透明なハウジングや透明性が要求される固定具、または熱風、ガス、および流体の流れの機能。

クリアレジンと同様に、ハイテンプは透明度を高めるために後処理が必要です。その機械的仕様は次のとおりです。

破断時の引張強度:58.3 MPa
ヤング率:2.6 GPa
破断伸び:13 %
衝撃強度 — IZOD ノッチ:18.2 J/m
熱たわみ温度 @ 0.455 MPa/66 psi:142 °C

耐久性 – 光造形法 (SLA)

耐久性とは、Formlabs が開発した樹脂で、壊れる前に衝撃、摩耗、極端な変形に耐えることができます。耐久性はエンジニアリングプロトタイプの作成に最適ですが、わずかな柔軟性が必要なパーツや低摩擦面が必要なパーツにも役立ちます。

耐久性のある樹脂は半透明で、曇りガラスに似た透明度があり、やすりで磨いて滑らかに仕上げることができます。耐久性のある樹脂の機械的仕様は次のとおりです。

破断時の引張強度:28 MPa
ヤング率:1000 MPa
破断伸び:55%
衝撃強度 — IZOD ノッチ:114 J/m
熱たわみ温度 @ 0.455 MPa/66 psi:41 °C

エラスティック – 光造形法 (SLA)

Formlabs の弾性樹脂は、低デュロメーター、高伸び、高エネルギーリターンを提供する透明なエラストマー素材です。エラスティックはシリコンに代わる有用な素材であり、柔軟性、耐久性、飛散防止が必要なソフトタッチのパーツに特に適しています。

弾性樹脂は、医療モデルやプロトタイプ、特に患者固有の解剖学的モデルを作成するためによく使用されます。また、ウェアラブルや消費財、特殊効果、モデル、小道具の製造にも使用されます。

弾性樹脂の機械的仕様は次のとおりです。

破断時の引張強度:3.23 MPa
ヤング率:–
破断伸び:160%
衝撃強度 — IZOD ノッチ:–
熱たわみ温度 @ 0.455 MPa/66 psi:–

透明パーツ:仕上げと後処理

透明な樹脂で製造された部品は、適切な仕上げが適用されるか、後処理が行われるまで、望ましいレベルの光透過性を達成できない場合があります。透明性を達成するために使用される関連する仕上げと処理オプションには、さまざまな利点と課題があります。

そのことを念頭に置いて、Fast Radius は、サンディングやクリアコーティングなど、印刷されたパーツの透明度を向上させるための多くの技術を開発しました。ケースバイケースの分析を行って、特定のジオメトリに使用する手法を決定し、パーツに必要な最高レベルの明瞭さを実現できるようにお客様と協力します。

Fast Radius の機能について詳しく知りたい場合、または次のプロジェクトで透明レジンの使用に興味がある場合は、今すぐ私たちのチームにお問い合わせください。