Merancang Bagian Jelas: Bahan, Teknik, dan Finishing untuk Komponen Transparan dan Translusen

Bagian dan prototipe jelas memiliki berbagai macam aplikasi. Untungnya, mereka juga cukup mudah untuk dibuat, dengan berbagai macam bahan dan teknologi prototyping yang tersedia di tangan Anda.

Artikel ini membahas dasar-dasar bagian transparan dan translusen: mengapa Anda mungkin membutuhkannya, bahan apa yang dapat Anda gunakan, teknologi manufaktur apa yang tersedia, dan pertimbangan lainnya seperti polishing dan pewarnaan bagian jelas Anda.

Menggunakan bagian transparan dan translusen?

Desainer produk dapat menginginkan bagian jelas untuk sejumlah alasan. Lihat di sekitar Anda dan Anda mungkin akan melihat setidaknya satu objek buatan manusia transparan atau translusen, baik itu jendela kaca, wadah transparan, gelas plastik, atau selembar kemasan makanan.

Secara umum, namun, ada tiga (kadang tumpang tindih) alasan untuk membuat bagian jelas, dan kita akan menjelaskannya di sini.

Ingat bahwa transparansi berarti benar-benar jernih, sehingga seseorang dapat melihat tepat apa yang di belakang bahan, sementara translusi berarti setengah jernih, sehingga seseorang dapat melihat cahaya yang datang melalui bahan atau representasi kabur dari apa yang di belakang bahan.

• Visibilitas: Pertama, ada bagian yang dirancang untuk jelas sehingga manusia dapat melihat melalui mereka untuk alasan fungsional. Ini termasuk hal-hal seperti jendela, kacamata, wadah makanan, penampung kartu ID, dan kotak plastik untuk alat tulis perkantoran. Bagian dalam kategori ini biasanya sepenuhnya transparan: dirancang sehingga manusia dapat melihat tepat apa yang di belakang bahan jernih.
• Cahaya: Kedua, kita memiliki kategori bagian yang perlu jernih untuk alasan fungsional yang tidak terkait dengan penglihatan manusia. Ini termasuk semua objek di mana cahaya harus melewati bahan jernih untuk tujuan mekanis atau praktis. Contoh termasuk jendela panel surya, rumah kaca, dan terarium. Item seperti tutup senter dan lampu depan, meskipun terkait dengan penglihatan manusia, juga dapat dipertimbangkan di sini, karena tujuan bagian plastik transparan adalah untuk membiarkan cahaya keluar, bukan untuk mengungkap apa yang ada di dalam bagian.
• Estetika: Ketiga, ada bagian transparan atau translusen yang kejelasannya murni untuk alasan estetika. Manusia mungkin melihat melalui bagian atau melihat cahaya yang datang dari belakangnya, tetapi ini tidak berfungsi praktis. Bagian jelas seperti perangkat keras video game dan komputer jernih, mainan, jam tangan plastik, alat musik akrilik, tas desainer, dan beberapa pegangan alat/peralatan dapur.

Bahan apa yang tersedia?

Beberapa bahan dapat digunakan untuk membuat bagian transparan atau translusen. Ini bervariasi menurut proses manufaktur yang digunakan.

Cara membuat bagian transparan dan translusen

Ada empat teknik utama untuk membuat bagian plastik transparan dan translusen, semuanya ditawarkan oleh 3ERP. Setiap metode memiliki sendiri keuntungan dan kerugiannya, meskipun pemesinan CNC dan rapid tooling / cetak injeksi secara umum lebih baik untuk bagian akhir.

SLA

Stereolithography (SLA) adalah proses pencetakan 3D yang menggunakan laser terfokus untuk mengeras lapis resin yang dapat dikuringkan oleh UV. Ini adalah salah satu cara tercepat dan hemat biaya untuk membuat bagian transparan, terutama bagian kompleks dengan undercut.

Keuntungan:

• Sangat cepat
• Hemat biaya
• Mendukung geometri kompleks
• Resolusi tinggi

Kerugian:

• Menghasilkan bagian lemah dan rapuh
• Struktur pendukung harus dihapus setelah dicetak
• Bahan terbatas pada formulasi resin merek tertentu
• Tidak praktis atau terjangkau untuk pesanan banyak unit

Urethane casting

Urethane casting, proses untuk membuat bagian urethane menggunakan cetakan silicone sementara, adalah cara terbaik untuk membuat 10–20 salinan bagian jelas, terlepas dari tingkat kerumitannya. Seperti SLA, ini tidak menghasilkan bagian kuat, tetapi menghasilkan finishing permukaan yang luar biasa.

Keuntungan:

• Hemat biaya
• Sangat mudah untuk diberi warna
• Simulasi cetak 2K
• Tampilan bagus

Kerugian:

• Transparansi bukan 100%
• Menghasilkan bagian lemah dan rapuh
• Cetakan hanya bertahan sekitar 20 cetakan

Pemesinan CNC

Pemesinan CNC, proses manufaktur subtractive di mana bahan secara selektif dihapus dari blank, adalah satu-satunya cara untuk mencapai prototipe dengan transparansi sempurna, dan juga dapat digunakan untuk membuat bagian translusen susu dari bahan seperti DF23. Pemesinan CNC juga menghasilkan detail yang sangat halus jika pemotong kecil (R0.1mm, R0.05mm, dll.) digunakan.

Pelajari lebih lanjut tentang pemesinan akrilik.

Keuntungan:

• Kualitas tinggi
• Tingkat kejelasan tinggi
• Beberapa opsi bahan

Kerugian:

• Mahal dalam jumlah besar
• Kebebasan geometri lebih sedikit dibanding SLA

Cetak injeksi

Cetak injeksi, proses menyuntikkan resin cair ke dalam cetakan logam, cocok untuk beberapa bagian jelas. Rapid tooling — membuat cetakan aluminium dengan biaya rendah — cocok untuk 100+ bagian, sedangkan tooling produksi terbaik ketika diperlukan 10.000+ bagian jelas.

Keuntungan:

• Kualitas tinggi
• Hemat biaya dalam jumlah besar
• Rentang bahan yang luas

Kerugian:

• Tidak cocok untuk pesanan volume rendah (1–100)
• Beberapa pembatasan geometri

Metode lainnya

Pemotongan laser atau pemotongan jet air memungkinkan kami untuk membuat bagian dengan geometri sederhana. Dengan salah satu metode ini, kami dapat membuat bagian dari lembaran bahan jernih yang mungkin terlalu mahal untuk pemesinan CNC atau urethane casting, atau yang tidak secara mekanis cocok untuk cetak injeksi.

Pelajari lebih lanjut cara memotong lembaran akrilik dan PC.

Cara melumatkan dan menambahkan warna pada bagian jelas

Polish

Saat membuat bagian jelas, post-pemrosesan diperlukan untuk mencapai tingkat transparansi yang diinginkan. Secara umum, polishing setelah pembuatan adalah cara terbaik untuk membuat bagian SLA dan CNC sepenuhnya transparan.

Untuk bahan pemesinan CNC, terutama PMMA, polishing dapat sangat meningkatkan kejelasan, sebagian karena akrilik sangat tahan terhadap goresan kecil yang dapat disebabkan oleh peralatan polishing. Pendekatan polishing termasuk buffing, flame polishing (untuk bagian standar / non-kritis), dan optical machining. PC lebih rentan terhadap goresan, jadi vapor polishing digunakan untuk meningkatkan kejelasan.

Polishing juga meningkatkan kejelasan bagian SLA. Untuk bagian jelas cetak 3D ini, proses tiga bagian basah penggerusan, pembersihan papan kork, dan polishing dengan kain microfiber dapat menghasilkan hasil yang baik.

Warna

Selain polishing, kami dapat memperkenalkan warna pada bagian jelas, biasanya untuk alasan estetika. Dengan bagian cetak injeksi atau urethane cast, kami dapat memfasilitasi tekstur sendiri dan warna sendiri selama tahap pencetakan dengan menambahkan pewarna dan aditif lainnya. Alternatif (atau tambahan), kami dapat menambahkan pewarna atau lapisan cat setelah proses pencetakan, sehingga memungkinkan untuk memiliki dua warna pada bagian akhir.

Untuk bagian jelas pemesinan CNC, kami dapat menggunakan teknik seperti sandblasting, pewarnaan, atau texture painting untuk menyesuaikan penampilan. Aspek yang luar biasa dapat dicapai pada banyak bagian jelas menggunakan proses pewarnaan. Warna yang mungkin termasuk merah, kuning, biru, dan oranye. (Beberapa warna seperti, abu-abu, lebih sulit dikontrol.) Pengecatan adalah opsi sederhana lainnya, tetapi dapat menghasilkan masalah seperti orange peel: tekstur permukaan bergumpal yang tidak diinginkan.

Pelajari lebih lanjut bagaimana kami memberi warna PMMA dan bagian PC.