Átlátszó filamentből lehet valóban átlátszó tárgyat nyomtatni?

Az átlátszó filament az egyik legjobb optikai átverés a 3D nyomtatásban. A tekercsen még majdnem üvegnek látszik. Kinyomtatva viszont gyakran olyan lesz, mint egy párás zuhanykabin.

Ez nem feltétlenül azért van, mert rossz filamentet vettél. Az FDM-nyomtatás eleve sok egymás mellé és egymásra fektetett műanyag vonalból építkezik. Minden réteg, minden apró rés és minden rosszul összeolvadt vonal újabb felület, ahol a fény megtörik és szétszóródik.

Vagyis a clear filament még csak az alapanyag. Az átlátszóságot a modell geometriája, a nyomtatási irány, a flow, a hőmérséklet, a nedvesség és az utómunka együtt dönti el.

Átlátszó, áttetsző és fényáteresztő nem ugyanaz

Ezt érdemes az elején rendbe tenni, mert a három fogalmat rendszeresen összekeverik.

• Átlátszó: a tárgyon keresztül részleteket, betűket és kontúrokat is felismerünk.
• Áttetsző: átengedi a fényt, de a mögötte lévő kép elmosódik.
• Fényáteresztő: világít, ha fényforrás kerül mögé, de átlátni nem feltétlenül lehet rajta.

A legtöbb normál FDM-nyomat a második vagy a harmadik kategóriába esik. Még akkor is, ha a tekercsen hatalmas betűkkel szerepel a „CLEAR” felirat.

LED-diffúzorhoz, lámpabúrához vagy hangulatvilágításhoz ez gyakran tökéletes. Optikai ablakhoz, lencséhez vagy olyan védőlaphoz, amelyen tisztán át kell látni, általában már kevés.

Nem az anyag rossz. Egyszerűen rossz feladatra próbáljuk használni.

Melyik átlátszó filamentből érdemes kiindulni?

Nincs egyetlen győztes anyag. Mindegyik más kompromisszumot kér.

• Clear PETG: könnyen beszerezhető, viszonylag egyszerűen nyomtatható, ezért általában ez a legjobb kiindulópont.
• PCTG: egyes típusai tisztábbak és szívósabbak lehetnek, de érzékenyebbek lehetnek a profilra és a hűtésre.
• Átlátszó PLA: könnyen nyomtatható és dekorációhoz jól használható, de a hőállósága korlátozott.
• Polikarbonát: jó optikai alap, magasabb hőállóság és nagy szilárdság jellemzi, cserébe zárt gépet, magas hőmérsékletet és pontos beállítást kér.
• PVB: bizonyos változatai alkohollal simíthatók, ezért dekoratív, fényes tárgyaknál érdekesek lehetnek.

A „clear” megnevezés azonban nem szabványos optikai minősítés. Két különböző gyártó átlátszó PETG-je között látványos eltérés lehet.

Más lehet az alapanyag tisztasága, a pigment, az adalékcsomag és még az is, mennyire hajlamos az anyag sárgulni.

Vagyis ugyanaz a szó van a dobozon. A végeredmény mégsem ugyanaz.

A levegőrés a valódi ellenség

Az átlátszóság legnagyobb ellenfele nem a rétegvonal önmagában, hanem az, ami a vonalak között marad.

Az apró levegőrések eltérő törésmutatójú határfelületeket hoznak létre. A fény ezeken minden irányba szétszóródik, a nyomat pedig opálosnak, ködösnek vagy tejfehérnek látszik.

Képzeld el úgy, mintha egymásra tennél száz vékony, enyhén karcos fóliát. Mindegyik önmagában átlátszó. Együtt már alig látsz át rajtuk.

A cél ezért az, hogy a nyomtatási vonalak:

• minél tömörebben feküdjenek egymás mellett,
• egyenletesen olvadjanak össze,
• kevés irányváltással készüljenek,
• és lehetőleg minél kevesebb réteghatáron vezessék át a fényt.

Ehhez pontos flow, megfelelő hőmérséklet és átgondolt geometria kell. Nem szerencse.

A modellt is átlátszóságra kell tervezni

Egy rosszul megtervezett modellből a világ legjobb clear filamentje sem készít üvegtiszta tárgyat.

A vastag fal, a sok perem, a kereszteződő infill és az eltérő nyomtatási irányok mind újabb fénytörő felületet jelentenek.

Egy húszszázalékos rácsos kitöltéssel nyomtatott vastag doboz szinte biztosan ködös lesz. Nem azért, mert kevés benne az anyag, hanem azért, mert a fény egy komplett akadálypályán halad keresztül.

Jobb kiindulási lehet:

• váza mód egyetlen folyamatos falhoz;
• egy vagy néhány vastag, folyamatos külső fal;
• százszázalékos, azonos irányú vonalazás;
• egyszerű, sík vagy enyhén ívelt geometria;
• kevés varrat és kevés megszakítás.

Az ideális megoldás attól függ, mit szeretnél.

Diffúzorhoz éppen az egyenletes fényterítés a cél. Ablaknál viszont minden plusz réteg ellenség.

Beállítások, amelyek valóban számítanak

Nincs univerzális átlátszó profil, amit csak kiválasztasz, aztán kész az üvegablak. Van viszont néhány irány, amely jó eséllyel közelebb visz hozzá.

• Szárítsd ki a filamentet: a nedvesség apró buborékokat hoz létre, ezek pedig belülről teszik ködössé a tárgyat.
• Használj kissé magasabb fúvóka-hőmérsékletet: annyira, hogy a vonalak jól összeolvadjanak, de ne annyira, hogy az anyag sárguljon vagy megfolyjon.
• Lassítsd a külső falat: az egyenletesebb anyagáramlás simább és kiszámíthatóbb felületet adhat.
• Kalibráld a flow-t: az alulextrudálás réseket hagy, a túlzott flow viszont méretromlást és hullámos felületet okozhat.
• Csökkentsd a tárgyhűtést: ha az anyag és a geometria megengedi, a lassabb hűlés segítheti a jobb összeolvadást.
• Használj egységes vonalirányt: minél rendezettebb az anyagszerkezet, annál kiszámíthatóbban halad át rajta a fény.
• Próbálj nagyobb fúvókát: bizonyos tárgyaknál a szélesebb és vastagabb vonal kevesebb belső határfelületet hoz létre.

A túl magas hőmérséklet azonban nem megoldás, csak egy másik hiba kezdete.

Sárgulás, buborék, túlfolyás, rossz méretpontosság és csúnya varrat lehet belőle.

A cél nem az, hogy megfőzd az anyagot. Az, hogy egyenletesen összeolvaszd.

A nedves filament mindent elront

Színes filamentnél a nedvesség sokszor csak rosszabb felületet és enyhe pattogást okoz. Átlátszó anyagnál viszont szinte reflektorfényt kap minden apró hiba.

Nedves PETG, PCTG vagy polikarbonát extrudálás közben apró gőzbuborékokat képezhet. Ezek:

• rontják a felületet,
• gyengítik a rétegek kapcsolatát,
• és belső fénytörő pontként működnek.

Vagyis hiába csiszolod később tükörsimára a külső felületet, a buborékok belül ott maradnak.

Clear filamentnél ezért a szárítás nem valami maximalista műhelyszokás. Az egyik legfontosabb optikai beállítás.

A csiszolás javít rajta, de csodát nem tesz

A külső rétegvonalak fokozatos csiszolással eltávolíthatók. Vizes csiszolásnál durvább szemcsemérettől érdemes haladni a finomabb felé, majd polírozóanyaggal javítani a felület fényességét.

Ez látványos különbséget hozhat. Főleg sík és könnyen hozzáférhető felületeknél.

De van egy határ.

A csiszolás csak azt a felületet kezeli, amit elérsz. A belső vonalhatárok, mikrorések és buborékok megmaradnak.

Vagyis egy vastag, belül rosszul összeolvadt tárgy nem válik attól üvegtisztává, hogy kívülről fényesre políroztad.

Szebb lesz.

Csak nem feltétlenül átlátszóbb annyira, mint remélted.

Az átlátszó bevonat sokat segíthet

Egy kompatibilis, átlátszó bevonat kitöltheti a külső barázdákat, kisimíthatja a rétegvonalakat, és csökkentheti a levegővel érintkező egyenetlen felületek számát.

Ettől a tárgy látványosan tisztább és fényesebb lehet.

A bevonat kiválasztásánál azonban nem csak azt kell nézni, hogy átlátszó-e. Számít:

• a tapadása az adott műanyaghoz;
• a sárgulási hajlama;
• az UV-állósága;
• a hőállósága;
• a karcállósága;
• és az egészségvédelmi besorolása.

Élelmiszerrel érintkező, gyerekjátékhoz használt vagy akváriumba kerülő tárgynál ne abból indulj ki, hogy ami megszáradt és szép fényes, az biztosan megfelelő.

Ez nem műszaki adat. Ez remény.

Vegyi simítás: működhet, de nem játék

Bizonyos polimerek oldószerrel simíthatók. Ilyenkor a külső felület részben feloldódik, a rétegvonalak összefolynak, és fényesebb, tisztább felület alakulhat ki.

Ez jól hangzik egészen addig, amíg elő nem kerül a megfelelő oldószer, az elszívás, a tűzveszély és az egészségvédelem kérdése.

PVB-nél léteznek alkoholos simításra tervezett rendszerek. ABS-nél gyakran emlegetik az acetongőzt. PETG-nél azonban nincs ennyire egyszerű, általánosan elfogadott és otthoni környezetben biztonságos módszer.

Ismeretlen vegyszerrel, zárt lakótérben kísérletezni nem kreativitás.

Felesleges kockázat.

Mindig az adott filament gyártójának dokumentációjából indulj ki, és csak megfelelő szellőzés, védőfelszerelés és technológia mellett dolgozz.

Mire számíthatsz a gyakorlatban?

A táblázatból látszik a lényeg: ahol csak fényt kell átengedni vagy szétszórni, az FDM kifejezetten jó lehet. Ahol pontosan át kell látni rajta, ott gyorsan elfogy a tudomány.

Ne a teljes tárggyal kezdd a kísérletezést

Egy tízórás nyomat végén rájönni, hogy tejfehér lett, drága tanulópénz.

Nyomtass inkább több kis próbalapot eltérő:

• hőmérséklettel,
• flow-val,
• falvastagsággal,
• hűtéssel,
• és nyomtatási iránnyal.

Tegyél a minták mögé nyomtatott szöveget vagy egy kontrasztos rácsot, majd azonos távolságból hasonlítsd össze, mennyire olvasható.

Ne csak azt nézd, melyik a legfényesebb. Nézd meg azt is:

• mennyire torzít;
• mennyire sárgás;
• vannak-e benne buborékok;
• és milyen szögből kezd el ködössé válni.

A végleges tárgy geometriájával is készíts mintát. Egy sík, két milliméteres tesztlap és egy ívelt, többfalú burkolat optikailag két külön világ.

A próbadarabok eltéréseinek értelmezéséhez segítséget adhat a kalibrációs teszt részletes kiértékelése.

Lehet clear filamentből valóban átlátszó tárgyat nyomtatni?

Igen, de nem úgy és nem mindenből, ahogy azt a tekercs alapján elképzelnéd.

Fényáteresztő, áttetsző vagy látványosan tiszta dekorációt viszonylag könnyen készíthetsz. Valóban üvegszerű eredményhez azonban egyszerű geometria, száraz filament, pontos kalibráció, jó rétegösszeolvadás és gyakran komoly utómunka kell.

Diffúzorhoz, lámpabúrához és dekorációhoz a clear filament remek választás lehet.

Optikai ablakhoz vagy lencséhez viszont sokszor olcsóbb, gyorsabb és jobb megoldás egy darab vágott akril vagy polikarbonát lemez.

A tanulság egyszerű: ne azt kérdezd, mennyire átlátszó a filament a tekercsen. Azt kérdezd, hány rétegen, milyen irányban és milyen felületen kell majd áthaladnia a fénynek.