Todo lo que necesitas saber sobre la impresión 3D transparente
La transparencia es una propiedad no solo estéticamente atractiva en la producción de piezas, sino que también es necesaria en algunos casos. La impresión 3D y su flexibilidad en cuanto al diseño, los materiales y procesos permiten crear piezas con un efecto transparente. Sin embargo, esta puede ser una tarea difícil ya que el principio mismo de la tecnología, es decir la superposición de capas, crea espacios por los que la luz no puede pasar y en su lugar obtenemos piezas con un efecto traslúcido. Un material por excelencia para crear piezas transparentes, y que está emergiendo como material viable para la impresión 3D, es el vidrio. No obstante, hay algunos plásticos con los que podemos conseguir un efecto transparente. En esta ocasión nos enfocaremos en este último material.
Antes de indagar en el tema es importante distinguir entre lo transparente y un efecto traslúcido. Las piezas transparentes permiten el paso de una mayor cantidad de luz sin distorsiones visibles, por lo que se puede ver perfectamente a través de las piezas. Mientras que las piezas traslúcidas dejan pasar la luz pero de forma difusa, es decir que podemos identificar formas pero la imagen que vemos a través de las piezas no es completamente nítida. Para lograr distintos grados de claridad mediante la impresión 3D analizaremos dos las tecnologías compatibles con los materiales plásticos transparentes, los factores a tener en cuenta con cada tecnología y las aplicaciones de piezas 3D transparentes.
Tecnologías para conseguir piezas 3D transparentes
Estereolitografía
Cuando pensamos en la impresión 3D transparente lo primero que se nos viene a la mente son los procesos con resinas. En efecto, la estereolitografía es la tecnología ideal para obtener piezas con alta transparencia y de calidad, esto es debido a que las superficies que se obtienen son lisas permitiendo un mayor paso de la luz. En el mercado existen diversas resinas transparentes con propiedades que se adaptan a distintas aplicaciones para una óptica clara. Por ejemplo, la Clear Resin de Formlabs para impresoras SLA es una resina que permite obtener piezas cercanas a la transparencia del vidrio, con detalles finos y sin necesidad de un postratamiento largo.
Producir piezas 3D transparentes es posible mediante la estereolitografía. Sin embargo, un inconveniente frecuente en las piezas de resina es la tendencia a volverse amarillas con el tiempo o a perder la claridad tras el enjuague y secado. Para evitar que esto suceda muchas veces es necesario aplicar un revestimiento y pulir y lijar las piezas para que su superficie sea lo más lisa posible. Por lo general, cuando se combinan estas técnicas se incrementan la transparencia y el brillo.
La impresión 3D transparente es útil en el estudio de los microfluidos. (Créditos: Formlabs)
Extrusión de material
En comparación con los dos procesos anteriores, la deposición fundida (FDM/FFF) es una tecnología más asequible y ampliamente disponible, pero la transparencia obtenida es menor. Esto se debe a que la deposición de material en capas sucesivas dispersa la luz. En este caso las piezas que se obtienen son más bien traslúcidas y opacas. Los materiales que destacan para la impresión 3D transparente con impresoras FDM son el PLA, el Policarbonato y el PETG. De estos materiales el más apto para la impresión 3D transparente es el PETG ya que su estructura molecular permite una buena transmisión de la luz.
Para imprimir piezas con un efecto transparente con tecnologías FDM, hay ciertos parámetros clave a tener en cuenta. En primer lugar, si se reduce la altura de las capas, entre 0.1 y 0.2, se podrán minimizar las líneas visibles y como consecuencia se obtendrá una superficie más lisa y uniforme que se puede lijar hasta obtener un efecto claro. También es importante mantener un flujo de material continuo para evitar burbujas e imperfecciones, así como imprimir a una velocidad mas lenta. Un último aspecto a tener en cuenta sería el relleno de las piezas. Optar por una estructura de relleno mínima o incluso puede permitir que la luz atraviese mejor la piezas y se logre un acabado más transparente. No obstante, como se ha mencionado antes, la limitación principal de FDM en la impresión de piezas transparentes radica en la dificultad para eliminar completamente las líneas de capa. Incluso tras un postratamiento exhaustivo, como el lijado y el recubrimiento.
Piezas transparentes impresas con PETG. (Créditos: CNCKitchen)
Aplicaciones de las piezas transparentes
Las piezas transparentes o traslúcidas impresas en 3D son populares no solo por su estética sino que también por su funcionalidad. Uno de los usos más innovadores es en el desarrollo de prototipos que permiten observar el funcionamiento interno de mecanismos, haciendo visible la interacción entre piezas móviles o fluidos. Esta propiedad también es especialmente útil en dispositivos microfluídicos y en el diseño de sistemas ópticos. Por ejemplo carcasas para luces LED y guías de luz, donde la transparencia facilita el control del paso de la luz. El uso más popular de la impresión 3D transparente es para objetos decorativos. Esto se debe a que la impresión 3D de piezas traslúcidas o transparentes permite a los diseñadores crear piezas únicas con acabados o efectos parecidos al cristal.
Cámara con una lente impresa en 3D. (Créditos: Formlabs)
La impresión 3D transparente y de piezas traslúcidas abre posibilidades interesante para el diseño y la fabricación de piezas con una alta claridad óptica. La elección de la tecnología y el material dependerá del proyecto que se tenga en mente. Además de estos factores el uso de parámetros específicos y técnicas de postratamiento determinarán en gran medida el efecto de transparencia.
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