Как добиться высокой прозрачности при печати из прозрачной смолы и какая обработка нужна?
С точки зрения инженерии и производства, достижение истинной оптической прозрачности при печати из прозрачной смолы — это сложный процесс, который выходит далеко за рамки самой печати. Главная трудность заключается в том, что деталь, только что снятая с SLA-принтера, является лишь полупрозрачной из-за рассеяния света на микронных неровностях поверхности и внутренних дефектах отверждения. Для превращения её в по-настоящему прозрачную деталь требуется строгий, многоэтапный процесс постобработки.
Основа прозрачности на этапе печати
Успех начинается с оптимизации параметров печати для минимизации дефектов, снижающих прозрачность:
Выбор смолы: Используйте качественную оптически прозрачную литейную смолу. Многие стандартные «clear»-смолы имеют лёгкий желтоватый оттенок и не рассчитаны на максимальную прозрачность.
Ориентация: Расположите деталь так, чтобы минимизировать видимость слоёв на оптических поверхностях. Наклон может помочь, но при этом важно обеспечить правильное расположение поддержек, чтобы избежать следов от них.
Толщина слоя: Используйте минимальную возможную толщину (например, 25–50 микрон), чтобы уменьшить «ступенчатость» поверхности, создающую множество микроповерхностей, рассеивающих свет.
Калибровка экспозиции: Точное время засветки критически важно. Недоэкспозиция вызывает плохую адгезию слоёв, а переэкспозиция — «пересвет» и внутреннюю мутность.
Критический протокол постобработки
Путь к прозрачности определяется именно постобработкой. Ниже приведены ключевые этапы:
Тщательная очистка: После печати деталь необходимо идеально очистить от неотверждённой смолы. Обычно используется ванна с изопропиловым спиртом (IPA) в ультразвуковом очистителе или моечной станции. Остатки смолы после засветки образуют мутную плёнку, которую невозможно удалить.
Контролируемое постотверждение: Этот этап необходим для достижения прочности, но может вызвать пожелтение и зафиксировать дефекты поверхности.
Лучший подход: Некоторые специалисты рекомендуют проводить начальную шлифовку и полировку на ещё неотверждённой («зелёной») детали, пока материал остаётся мягким. Затем выполняется постотверждение после достижения почти идеальной поверхности. Альтернативно можно провести короткое предварительное отверждение для упрочнения детали перед шлифовкой.
Пошаговая влажная шлифовка: Самый трудоёмкий, но решающий этап. Цель — устранить следы слоёв и мелкие царапины, постепенно переходя к всё более мелким абразивам, всегда с использованием воды.
Начните с грубой зернистости (около 400) для удаления слоёв и следов от поддержек.
Перейдите к средним (600, 800).
Завершите мелкими (1000, 1500, 2000+). На этом этапе деталь станет равномерно матовой — это нормально и говорит о готовности к полировке.
Полировка до оптического блеска: Этот этап превращает матовую поверхность в прозрачную.
Используйте мелкоабразивную полировочную пасту (например, для пластика или ювелирную пасту ГОИ) с мягкой тканью или полировочным кругом на низких оборотах, чтобы избежать перегрева смолы.
Полировка устраняет микрориски, повышая гладкость поверхности до уровня, при котором свет проходит без рассеяния.
Нанесение прозрачного покрытия (рекомендуется): Чтобы защитить отполированную поверхность и заполнить микропоры, рекомендуется нанести прозрачное покрытие. УФ-стойкий прозрачный лак, нанесённый распылением или методом погружения, улучшает блеск и долговечность поверхности.
Инженерные рекомендации и ограничения
Реалистичные ожидания: Даже при идеальной обработке прозрачность деталей SLA редко достигает уровня оптически чистого акрила или стекла из-за послойной структуры и микродефектов отверждения.
Оценка применения: Этот метод идеально подходит для эстетических моделей, световодов и линз, где прозрачность критична. Для прозрачных корпусов и функциональных изделий предпочтительнее механическая обработка акрила или литьё под давлением при серийном производстве.
Валидация процесса: Для стабильных результатов документируйте все этапы — настройки печати, время мойки, параметры отверждения, последовательность шлифовки — чтобы создать повторяемый технологический процесс.
