Als muziekliefhebber en platenverzamelaar, geĂŻnspireerd door met vloeistof gevulde vinyls, begon ik me af te vragen hoe ik een soortgelijk effect kon bereiken met een 3D-printer. Transparant, waterdicht en chemisch bestendig tegelijk – het lijkt geen gemakkelijke opgave en de juiste materiaalkeuze is belangrijker dan ooit.
Ik begon te zoeken in alle beschikbare materialen. Als criteria koos ik de hoogst mogelijke transparantie, drukgemak (minder kromtrekken) en langdurige bestendigheid tegen oliën en isoprofylalcohol. Dankzij Formfutura had ik de mogelijkheid om hun co-polyester HDglass™ uit te proberen.
Ik wou echt dat ik vinyl kon printen (en er kwamen heel wat gekke ideeën in me op, waaronder 3D-platen), maar de mogelijkheden van onze machines zijn veel te beperkt om die kleine groefjes aan te kunnen. In plaats daarvan besloot ik vier mooie ontwerpen uit te werken: een masker, een hoes voor een draagbare versterker, een virtual reality headset en een aangepaste platenkoffer. En natuurlijk allemaal gevuld met kleurrijke vloeistoffen.
In het begin ging ik naar de algemene chemische weerstandstabel om de geschiktheid van het materiaal te controleren. HDglass™ is een copolyester en ik verwachtte soortgelijke eigenschappen als PET. Om de theorie te bewijzen heb ik een klein vaasje afgedrukt en een nacht met alcohol laten staan. De afdruk vertoonde geen enkel teken van degradatie en was volledig waterdicht. Maar het was een triviaal vaasje en ik ging wat complexere vormen drukken. Heeft mijn “waterdichte opstelling” de uitdaging doorstaan?
Allereerst heb ik geleerd dat als perfecte strakheid gewenst is, de spiraal/vaasstand de eerste optie is om in te schakelen. De meeste lekken komen voor bij laagverandering, die kan worden bestreden door het aantal perimeters te verhogen, maar ten koste van de transparantie. De spiraalmodus werkt echt goed, op Ă©Ă©n klein probleempje na: een model kan niet worden gevorkt. Als het model ruwweg U-vormig is of nog erger met gaten kan het niet worden opgebouwd uit een enkele extrusie – slicing software schakelt automatisch de spiraal/vaasmodus uit en gaat terug naar de lagenmodus. Het gebeurde bij een Faun masker, maar toch veel beter met dan zonder.
Een andere parameter om te tweaken is de extrusievermenigvuldiger die iets verhoogd moet worden in vergelijking met “normale” afdrukken zonder vloeistofdrager. Ik doe het handmatig tijdens het afdrukken op de eerste drie lagen en op steile hellingen. Verrassend genoeg kwamen overhangen er beter uit dan hellingen. Op mijn machine kan (waterdicht) 35° overhang en slechts 45° hellingen worden afgedrukt. Extrusie moet dik zijn, ik gebruikte 0,9 tot 1mm omtrekdikte en 0,3 tot 0,4 laaghoogte. Hogere hoogten verhogen de transparantie van de afdruk. De instellingen die ik gebruikte zijn onderaan de pagina te downloaden.
Voor een betere hechting tussen print en bed heb ik een grote rand van 10 mm gebruikt, soms op PVA-lijmlaag, soms op gewone Keptan-tape. Ik moet toegeven dat ik er niet in geslaagd ben om het CD-doosje heel af te drukken. Ondanks goed behandelde HDglass™ krimp was de modelvorm te moeilijk – lange parallelle passen maakten de afdruk golvend. Daarom besloot ik alleen letters af te drukken en die op een standaard juwelenkistje te plakken.
Geen van de afdrukken was echt waterdicht. Vroeger drukte ik waterdichte containers en vazen, maar nu kreeg ik te maken met meer veeleisende geometrieën. Met de huidige slicing software is het uiterst moeilijk om waterdichte schalen te printen onder een hoek van meer dan 45° en letterlijk onmogelijk om bruggen en koepels te omsluiten. Kleine lekken kunnen gemakkelijk worden gedicht met epoxy coat, maar wat met die vervelende gaten op meer horizontale muren? Ik heb kleine stukjes glasvezel gelamineerd in epoxy, als het goed gedaan is zou het onzichtbaar moeten zijn.
Laten we naar de vloeistoffen gaan. Wat er precies in de vinyls zit is een geheim, maar ik heb wat leuke tutorials bekeken over DIY lavalampen en fluorescerende vloeistoffen. In eerste instantie wilde ik alle afdrukken vullen met twee fracties (kleuren) die mooi in elkaar overvloeien… De realiteit leert dat de paraffine die ik als tweede fractie kies te stroperig is en te langzaam beweegt voor een goed effect en ik heb uiteindelijk maar Ă©Ă©n afdruk op deze manier gevuld: Altergaze VR-headset aangepaste voorplaat. Het was de enige methode om het “lava effect” te bereiken en het heet een LAVA bril! De beweging van vloeistoffen versnellen is een andere activiteit voor de komende lange winteravonden.
Al met al gebruikte ik water, isopropyl alcohol en paraffine. Hun dichtheden zien er zo uit:
WATER > PARAFFINE > ISOPROPYLALCOHOL
Dat betekent dat paraffine drijft op water maar zinkt in alcohol, en ergens tussenin hangt wanneer water en alcohol in de juiste verhouding worden gemengd.
LAVA bril
Ik vulde de afdrukken door het geboorde gat met behulp van een spuit. Daarna heb ik het gat gedicht met een klein stukje 1,75 filament, uitgesneden en geschilderd met epoxy, wat resulteert in een waterdichte print met fluorescerende vloeistof erin.
Vloeistof gevulde AMP-koffer
Al het bovenstaande zijn reeksen experimenten waar ik nog mee bezig ben, maar ik deel mijn vorderingen graag met u. Het is niet moeilijk om meer praktische toepassingen van deze methode te bedenken. Ik deel de ontwerpen en lever beproefde opstellingen voor Slic3r en Cura.
Cura profiel HDglass vaasmodus
Screenshots van de Slic3r instellingen (klik om te vergroten):
Bedankt voor het lezen en als je vragen hebt, schrijf dan gerust een reactie hieronder!
Credits:
Originele Dansende Faun van Pompeii model door CosmoWenman
Originele Altergaze headset door Altergaze
Origineel U.F.Orb kunstwerk door The Designers Republic
Over de auteur:
Bart Gaczorek – Poolse constructeur/ontwerper die bij PLM Solutions werkt en in zijn vrije tijd geĂŻnteresseerd is in het controleren van 3D-printen.