3D打印用夜光耗材:原理及如何让它发出明亮的光

夜光耗材会吸收光线,并在房间变暗后缓慢释放。从参数上看,它几乎就是普通PLA;但实际使用中,它会磨损黄铜喷嘴,而且发光往往比你期望的更暗。本指南介绍发光的来源、为什么必须使用硬化喷嘴,以及哪些切片设置真正能让打印件更亮。

简短结论

夜光耗材是添加了吸光剂的PLA,这种添加剂吸收光线后会在黑暗中缓慢释放。据 Polymaker 维基介绍,这种添加剂使材料磨蚀性很强,因此必须使用硬化喷嘴,并且不建议通过带塑料齿轮的AMS送料。除此之外,使用标准PLA设置打印即可,冷却风扇开到全速。亮度主要取决于打印件中的材料量:厚壁和高密度填充发光更强,且与标称颜色一致,而薄壁部分会偏向淡绿色。在使用前立即将打印成品放在强光下充光,就大功告成了。

夜光耗材究竟为什么会发光

市面上几乎所有夜光耗材都是在工厂里混入了发光添加剂的普通PLA。这种添加剂就像一个微型能量储存器。受到光照时,它会吸收一部分能量;撤去光源后,它会将这些能量缓慢释放,形成柔和的光。人们把这两个步骤称为充光和放光。没有什么会自己亮起来:最近没有接触过光线的打印件会保持暗淡。

Polymaker 维基将其 Panchroma Glow 和 Panchroma Luminous 系列描述为含有这种添加剂的标准PLA。两个系列的发光效果相同,区别在于白天的外观。Glow 在正常光线下呈自然、低调的颜色,只在黑暗中才显现其效果;而 Luminous 白天颜色鲜艳,夜间发出相近色调的光。

这个简单的机制解释了创客们最常听到的两个抱怨:打印件几乎不发光,以及喷嘴被磨坏了。前者归根结底是打印件内部实际有多少添加剂,也就是它的厚度。后者则归因于添加剂本身,它质地坚硬,会与所接触的一切发生摩擦。

为什么必须使用硬化喷嘴

Polymaker 文档中最重要的一句话直截了当:添加剂使这些材料磨蚀性很强,没有硬化喷嘴就不要打印。软质黄铜喷嘴的孔径会随着每一米耗材而变大。实际直径发生漂移,流量变得不可预测,即使你从未改动任何设置,质量也会下降。硬化钢喷嘴或同等耐磨材料能更好地承受这种摩擦。

同一页面还建议不要通过带塑料齿轮和PTFE管的AMS来送这些耗材,因为磨损会使这些部件过快损坏。料盘在设备中转动正常,受损的是耗材通路。在可直接装载料盘的打印机上,磨损仅限于喷嘴。如果你不确定该买哪种材质的喷嘴,我们的3D打印机喷嘴指南会逐一介绍各种选择。

同一来源还有一个好消息:你不需要更大的孔径。只要喷嘴由硬化材料制成,标准的 0.4 mm 喷嘴就能很好地打印这种材料。你可以保留精细细节,只需更换金属材质。

打印设置:当作PLA处理,只需两处调整

喷嘴问题解决之后,Polymaker 维基的说法很简单:除了具有磨蚀性之外,这些材料就是标准PLA,使用标准PLA设置打印即可。从切片软件的PLA配置文件开始,包括喷嘴和热床温度,就像使用任何一盘普通PLA一样。无需去寻找特殊的配置文件,也没有必要为了补偿添加剂而提高温度。

文档中给出了两条具体建议。第一,让冷却风扇全速运转,以获得最佳表面质量。添加剂不会改变PLA的热行为,强力冷却能让每一层干净利落地定型。第二,在较旧或入门级打印机上放慢速度。该配方针对现代机器调校,但降低速度也完全没有问题,慢一点总比打印失败划算。

和任何PLA一样,夜光耗材会吸收空气中的水分。长时间暴露在空气中的料盘会在喷嘴处发出爆裂声和嘶嘶声,并产生粗糙的表面,这既影响外观,也影响光在打印件中的扩散。请保持密封,并在重要打印前对放置已久的料盘进行干燥。

壁厚与填充:明亮发光的真正秘诀

打印件的发光亮度首先取决于它含有多少添加剂,也就是你实际打印了多少塑料。Polymaker 明确建议使用足够的壁厚或填充密度,以获得最浓郁的颜色和最大的发光强度。薄壳加稀疏填充的打印件含有的添加剂极少,无论料盘多好,发光都会很弱。

Luminous 的文档讲得更深入,依据是用户反馈以及公司自身的验证。他们比较了厚度为 0.4 mm、10 mm 和 40 mm 的打印样件:最薄的样件偏绿,而最厚的样件则完全显现出预期的橙色。简而言之,部分越厚,标称颜色就越能显现出来。无论料盘上写的是什么颜色,精细细节、单壁结构和凸起文字都会发出淡绿色的光。

实际操作中,请在切片软件中增加壁数,在发光效果重要的零件上提高填充密度,并优先选择实心形状,而非空心壳体。更厚的顶层和底层也有帮助,因为这些正是人们实际观看的表面。

充光与摆放位置,让打印件真正发光

一个打印完美的夜光件,如果从未充过光,看起来也会黯淡无光。使用前请先让它接受强光照射:透过窗户的日光、靠近放置的台灯,或任何直射光源。光照越强、距离越近,初始发光就越亮。发光强度在熄灯后的最初片刻达到峰值,随后逐渐衰减,这对此类材料来说是正常且在预期之内的。

摆放时请考虑到这一点。白天处于自然光下、之后进入完全黑暗房间的物件,对比效果最好。放在昼夜都昏暗的走廊里的物件永远无法真正充光,也看不出发光,因为你的眼睛没有黑暗参照。完全的黑暗和充光同样重要。

Polymaker 列出的典型用途包括装饰模型、玩具、标牌和安全标识。请把这些标识限制在实用场景中:电灯开关、地下室楼梯边缘、钥匙挂钩。打印件并非经过认证的安全设备,也不能替代规范要求的应急照明或标识。

Glow 与 Luminous 的区别,以及你应该了解的限制

在这两个系列之间做选择,取决于白天的外观。如果希望打印件保持低调,或看起来像普通PLA,那就选日光下呈自然色的 Glow 版本。如果希望白天色彩鲜艳、夜间发出相配的光,Luminous 正是为此设计的,但要记住只有厚实的部分才能显现出颜色。据 Polymaker 称,除列为实验性的产品外,两者都可与该系列的其他产品良好搭配使用。

购买前有几点限制值得了解。Polymaker 表示,对于这些耗材是否食品级,他们没有相关数据,并指出没有任何3D打印材料作为原材料获得食品级认证。同一来源还提到,目前PLA还没有很好的回收方案。此外,厂商并未将这些材料定位于要求较高的机械零件:请把它们当作装饰用PLA,而不是工程耗材。

硬件方面,夜光耗材不需要特殊的打印机,只需要硬化喷嘴,最好还能直接装载料盘,而不是使用带塑料齿轮的多料盘系统。如果你正在为入门级机器配置设备,请使用我们的启动预算工具把喷嘴也计入规划。

夜光打印件:因素、效果与应对方法

因素你看到的效果操作
标准黄铜喷嘴磨损快、直径漂移、流量不稳定在装第一盘耗材前先换上硬化喷嘴
薄壁和稀疏填充发光微弱,偏淡绿色增加壁数和填充密度
厚实的实心部分标称颜色完全显现优先选择实心形状,而非空心壳体
降低冷却风扇转速表面更粗糙按 Polymaker 的建议,冷却风扇全速运行
打印件从未受过强光照射在黑暗中看不到发光使用前在灯下或日光下充光
带塑料齿轮的AMS齿轮和PTFE管过早磨损优先直接装载料盘

常见问题

夜光耗材真的需要硬化喷嘴吗?

是的。Polymaker 维基指出,这种添加剂使材料磨蚀性很强,没有硬化喷嘴就不应打印。黄铜磨损很快,会失去其标称直径。只需一个硬化的 0.4 mm 喷嘴即可。

为什么料盘是别的颜色,打印出来却发绿光?

这是 Polymaker 在其 Luminous 系列中记录的厚度效应。非常薄的部分会偏向绿色发光,而厚的部分则会显现预期的颜色。增加壁数和填充即可恢复标称色调。

夜光打印件能亮多久?

发光在充光后立即最强,然后逐渐衰减。持续多久取决于所接受的光照、零件的厚度以及房间的黑暗程度。Polymaker 的文档没有给出固定时长,因此对营销宣传请保持怀疑。

夜光耗材可以用于AMS或多材料设备吗?

Polymaker 不建议用于带塑料齿轮和PTFE管的系统,因为磨损会使它们过快损坏。料盘本身转动正常,受损的是耗材通路。直接装载对你的硬件来说更安全。

应该用什么温度打印?

根据 Polymaker 的文档,与普通PLA相同。从切片软件的PLA配置文件开始,风扇保持全速,在较旧的打印机上降低速度。无需特殊配置文件。

夜光耗材是食品级的吗?

Polymaker 表示没有这方面的数据,并指出没有任何3D打印材料作为原材料获得食品级认证。请将这些打印件仅用于装饰和视觉标识。

资料来源与局限

  • Polymaker 维基 — Panchroma Glow PLA
  • Polymaker 维基 — Panchroma Luminous PLA

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