6 способов создания полупрозрачных и прозрачных деталей

Если вам нужна деталь, пропускающая свет, у вас есть несколько вариантов. Независимо от того, изготавливаете ли вы линзы, крышки или дисплейные панели, выбор правильного метода очень важен.

В этой статье мы расскажем о 6 способах создания полупрозрачных и прозрачных деталей.

Что такое прозрачный материал?

Прозрачные материалы полностью пропускают свет, не рассеивая и не блокируя его. Они не поглощают много видимого света, что делает их прозрачными.

Прозрачные материалы также подчиняются правилам преломления (изгибания света). Обычно они выглядят как один цвет, но некоторые из них могут показывать смесь цветов, создавая красивый спектр.

Многие жидкости очень прозрачны, потому что в них нет внутренних дефектов, таких как трещины или зазоры. Некоторые материалы пропускают почти весь свет, почти не отражая его. Такие материалы называются оптически прозрачными. В качестве примера можно привести плоское стекло и объектив фотоаппарата.

Что такое полупрозрачный материал?

Полупрозрачные материалы пропускают свет, но не так четко, как прозрачные. Они рассеивают свет, из-за чего предметы на другой стороне кажутся размытыми. Они не всегда следуют правилам преломления. Это происходит из-за того, что свет взаимодействует с поверхностью материала, заставляя часть его рассеиваться.

Прозрачные материалы не такие прозрачные, как прозрачные, потому что они поглощают больше света. В качестве примера можно привести матовое стекло, тонированное стекло и вощеную бумагу.

Прозрачные и непрозрачные детали

Прозрачные и полупрозрачные материалы пропускают свет, но это не одно и то же. Вот как они различаются:

Почему стоит выбирать полупрозрачные и прозрачные детали?

Существует множество причин, по которым разработчики изделий предпочитают делать детали прозрачными. Оглянитесь вокруг - вы наверняка видели что-то прозрачное или полупрозрачное, например окно, пластиковый стаканчик или контейнер для еды.

Есть три основные причины для использования прозрачных материалов:

Видеть сквозь него

Некоторые вещи должны быть прозрачными, чтобы вы могли видеть, что за ними находится. К ним относятся окна, очки, пластиковые коробки для хранения и держатели для удостоверений личности. Обычно они полностью прозрачны, то есть вы можете четко видеть все, что находится за ними.

Пропускать свет

Некоторые объекты должны быть прозрачными не для зрения человека, а для того, чтобы через них мог проходить свет. Примером могут служить панели теплиц, солнечные батареи и террариумы. Такие предметы, как крышки фонариков или автомобильных фар, также попадают в эту категорию. Они не должны быть полностью прозрачными, но должны пропускать свет.

Для внешнего вида

Иногда прозрачные детали используются просто потому, что они хорошо выглядят. У них нет функционального смысла, но они делают изделия более интересными. В качестве примера можно привести прозрачные игровые консоли, часы, музыкальные инструменты, дизайнерские сумки и некоторые ручки для инструментов.

6 способов создания полупрозрачных и прозрачных деталей

Вот шесть способов изготовления высококачественных прозрачных и полупрозрачных деталей:

1. SLA 3D-печать

Стереолитография (SLA) 3D-печати использует лазер для затвердевания жидкой смолы в твердую форму. Этот метод позволяет получить гладкие, детализированные детали, но сначала они могут выглядеть матовыми. Чтобы сделать их прозрачными, необходимо отшлифовать, отполировать и нанести прозрачный слой.

2. Обработка с ЧПУ

Обработка на станках с ЧПУ Вырезает детали из цельного блока материала. Он хорошо подходит для изготовления очень прозрачных деталей, особенно из акрила или поликарбоната. Чтобы удалить следы от инструмента и сделать деталь полностью прозрачной, необходима полировка.

3. Литье уретана

При уретановом литье жидкий пластик заливается в силиконовые формы для создания прозрачных деталей. Этот метод хорош для изготовления небольших партий деталей, похожих на литьевой пластик.

4. Литье под давлением

Литье под давлением Расплавляет пластик и впрыскивает его в форму. Это лучший способ изготовить большое количество прозрачных деталей, прочных и гладких.

5. Вакуумное литье

Вакуумное литье похоже на литье уретана, но пузырьки воздуха удаляются с помощью вакуума. Это делает детали более гладкими и прозрачными.

6. Струйная обработка материалов (3D-печать)

При струйной обработке материала жидкая смола распыляется крошечными каплями, которые затвердевают под воздействием ультрафиолетового света. Этот метод отлично подходит для создания детализированных, прозрачных деталей, но для полной прозрачности необходима полировка.

Материалы, используемые для изготовления полупрозрачных и прозрачных деталей

Существуют различные материалы для изготовления полупрозрачных и прозрачных деталей в зависимости от процесса производства. Примеры материалов для каждого процесса приведены в таблице ниже.

Факторы, которые следует учитывать при выборе материала для полупрозрачных и прозрачных деталей

Выбирая материалы для полупрозрачных и прозрачных деталей, помните об этих четырех факторах:

Оптическая четкость: Убедитесь, что материал хорошо пропускает свет. Например, акрил (PMMA) известен своей превосходной прозрачностью, поэтому он идеально подходит для приложений, требующих прозрачности.

Механическая прочность: Подумайте, насколько прочным и долговечным должен быть материал. Такие материалы, как поликарбонат, обладают высокой ударопрочностью и подходят для применения там, где важна долговечность.

Термостойкость: Подумайте о температурах, с которыми будет сталкиваться материал. Некоторые материалы могут выдерживать более высокие температуры без потери своих свойств.

Устойчивость к ультрафиолетовому излучению: Если деталь будет подвергаться воздействию солнечного света, выбирайте материал, устойчивый к ультрафиолетовому излучению, чтобы предотвратить пожелтение или разрушение со временем.

Проектирование и сборка полупрозрачных и прозрачных деталей

При изготовлении полупрозрачных и прозрачных деталей необходимо правильно выбрать материал, форму и способ сборки, о которых мы расскажем ниже:

Потребности в прозрачности

Подумайте, насколько прозрачным должен быть ваш материал, исходя из того, как он выглядит и работает. Если вы производите оптические приборы, материал должен быть очень четким, без искажений. Для таких вещей, как экраны телефонов, нужны и прозрачность, и долговечность.

Чтобы добиться хорошей прозрачности, выбирайте материалы, практически не имеющие естественного цвета, и используйте добавки, которые помогают свету проходить сквозь них. Тестирование различных материалов и моделирование помогут убедиться, что ваш дизайн хорошо смотрится при разном освещении.

Форма и размер имеют значение

Размер и форма детали могут повлиять на то, насколько легко ее изготовить и насколько прозрачной она останется. Сложные формы или большие размеры могут вызвать такие проблемы, как неравномерное охлаждение и изгиб, из-за чего материал может помутнеть.

Чтобы избежать этого, старайтесь делать стенки тонкими и избегать острых краев, чтобы свет проходил через них более плавно. Использование инструментов тестирования и прототипов поможет вам найти оптимальный дизайн, сохранив при этом прочность детали.

Соединение и сборка

Если ваша деталь соединяется с другими материалами, необходимо убедиться, что она остается чистой. Используйте такие методы герметизации, как клеевое соединение или ультразвуковая сварка, чтобы защитить от пыли и предотвратить рассеивание света.

При проектировании детали предусмотрите уплотнения и прокладки, чтобы все хорошо прилегало и оставалось прозрачным. Тщательное планирование поможет избежать проблем, которые могут сделать материал менее прозрачным.

Постобработка полупрозрачных и прозрачных деталей

После изготовления прозрачных и полупрозрачных деталей вам часто требуются дополнительные действия, чтобы улучшить их внешний вид и прозрачность. Ниже мы расскажем, как отполировать и придать цвет прозрачным деталям.

Шлифовка

Шлифовка - это процесс, при котором вы используете грубые материалы, такие как наждачная бумага, для выравнивания поверхности. Это помогает создать нужную текстуру перед другими этапами отделки, такими как полировка, покраска или пескоструйная обработка.

Если ваша деталь имеет сложную форму, шлифовка все равно может быть полезной, хотя добиться полной прозрачности будет непросто. Однако, приложив достаточно усилий, вы сможете сделать ее прозрачной, как стекло.

Полировка и фумигация

Полировка делает поверхность более гладкой, но не изменяет форму или размер детали. Она хорошо подходит для акриловых деталей SLA и CNC, делая их более блестящими и прозрачными. Однако детали с ЧПУ, изготовленные из ПК или ПС, после полировки могут выглядеть мутными. В таких случаях использование фумигации ацетоном поможет сделать их гораздо более прозрачными.

Окраска или покрытие распылением

Если вам нужны прозрачные или цветные детали - например, красные прозрачные фары или текстурированные рисунки, - вы можете использовать окраску распылением. Этот метод часто используется перед массовым производством с помощью литья под давлением.

Регулируя расположение, цвет и толщину краски, вы можете создавать различные эффекты. Напыление - это также быстрый способ сделать объект более блестящим и прозрачным, скрыть слои и защитить от воздействия ультрафиолета.

Смоляное покрытие

Для получения наиболее четкого и гладкого покрытия, особенно на плоских поверхностях, можно нанести тонкий слой смолы. Этот метод помогает устранить царапины и неровности. Просто нанесите смолу с помощью шприца, давая ей равномерно распределиться по детали. Чем тоньше и ровнее слой, тем лучше результат.

Раскраска

Вместо того чтобы просто полировать, вы можете добавить цвет в прозрачные детали, чтобы они выглядели более привлекательно. Во время формовки можно добавлять текстуры, добавки или красители. К распространенным методам окрашивания деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, относятся тонирование, пескоструйная обработка и текстурирование. Часто используются первичные цвета, такие как красный, зеленый и синий, но можно использовать и вторичные цвета.

Где вы используете полупрозрачные и прозрачные детали?

Вот несколько примеров объектов, для которых нужны прозрачные и полупрозрачные детали:

Прозрачные детали:

• Стекло (окна, очки)
• Призма
• Объектив камеры
• Рыбный аквариум
• Экран компьютера (если он сделан из стекла)
• Таймер для песка (стеклянная часть)

Прозрачные детали:

• Цветная пластиковая бутылка
• Цветной воздушный шар
• Тонированное или матовое стекло
• Калька
• Солнцезащитные очки

Заключение

Лучший способ изготовления прозрачных деталей зависит от вашего проекта. Для прототипов используйте SLA 3D-печать или струйную обработку материалов - они позволяют получить гладкие и детализированные детали, но могут нуждаться в полировке. Для прочных, прозрачных деталей выбирайте обработку на станках с ЧПУ или литье под давлением. Обработка на ЧПУ обеспечивает высокую четкость, а литье под давлением лучше всего подходит для больших партий.

Если вам нужно всего несколько деталей, хорошо подойдут уретановое или вакуумное литье. Они создают гладкие, прозрачные детали, но не такие прочные, как отлитые под давлением.

Нужны прозрачные детали? DEK предлагает различные варианты производства, от обработки на станках с ЧПУ до 3D-печати, в соответствии с потребностями вашего проекта. Свяжитесь с нами, чтобы найти лучшее решение для вас.