Хотя большая часть производственной работы выполняется внутри 3D-принтера, поскольку детали строятся слой за слоем, это еще не конец процесса. Постобработка — важный этап в рабочем процессе 3D-печати, который превращает напечатанные компоненты в готовую продукцию. То есть сама по себе «постобработка» — это не конкретный процесс, а скорее категория, состоящая из множества различных методов и приемов обработки, которые можно применять и комбинировать для удовлетворения различных эстетических и функциональных требований.
Как мы увидим более подробно в этой статье, существует множество методов постобработки и отделки поверхности, включая базовую постобработку (например, удаление поддержки), сглаживание поверхности (физическое и химическое) и обработку цвета. Понимание различных процессов, которые вы можете использовать в 3D-печати, позволит вам соответствовать спецификациям и требованиям продукта, независимо от того, хотите ли вы добиться однородного качества поверхности, особой эстетики или повышения производительности. Давайте посмотрим поближе.
Базовая постобработка обычно относится к начальным этапам после удаления и очистки 3D-печатной детали из корпуса сборки, включая удаление опоры и базовое сглаживание поверхности (в рамках подготовки к более тщательным методам сглаживания).
Многие процессы 3D-печати, включая моделирование наплавлением (FDM), стереолитографию (SLA), прямое лазерное спекание металла (DMLS) и синтез углеродного цифрового света (DLS), требуют использования опорных структур для создания выступов, мостов и хрупких структур. . . особенность. Хотя эти структуры полезны в процессе печати, их необходимо удалить, прежде чем можно будет применять методы окончательной обработки.
Удаление опоры можно выполнить несколькими различными способами, но наиболее распространенный сегодня процесс включает в себя ручную работу, например, резку, для удаления опоры. При использовании водорастворимых подложек опорную структуру можно удалить, погрузив печатный объект в воду. Существуют также специализированные решения для автоматического удаления деталей, в частности, аддитивное производство металлов, в котором используются такие инструменты, как станки с ЧПУ и роботы, для точной резки опор и соблюдения допусков.
Еще один базовый метод постобработки — пескоструйная обработка. Процесс включает в себя распыление напечатанных деталей частицами под высоким давлением. Воздействие распыляемого материала на поверхность печати создает более гладкую и однородную текстуру.
Пескоструйная обработка часто является первым шагом в сглаживании 3D-печатной поверхности, поскольку она эффективно удаляет остатки материала и создает более однородную поверхность, которая затем готова к последующим этапам, таким как полировка, покраска или окрашивание. Важно отметить, что пескоструйная очистка не дает блестящего или глянцевого покрытия.
Помимо базовой пескоструйной обработки, существуют и другие методы последующей обработки, которые можно использовать для улучшения гладкости и других свойств поверхности печатных компонентов, таких как матовый или глянцевый вид. В некоторых случаях для достижения гладкости можно использовать методы отделки при использовании различных строительных материалов и процессов печати. Однако в других случаях сглаживание поверхности подходит только для определенных типов носителей или отпечатков. Геометрия детали и материал печати являются двумя наиболее важными факторами при выборе одного из следующих методов сглаживания поверхности (все они доступны в программе Xometry Instant Pricing).
Этот метод постобработки похож на обычную пескоструйную обработку носителя тем, что он предполагает нанесение частиц на отпечаток под высоким давлением. Однако есть важное отличие: при пескоструйной очистке не используются какие-либо частицы (например, песок), а используются сферические стеклянные шарики в качестве среды для пескоструйной обработки отпечатка на высоких скоростях.
Воздействие круглых стеклянных бусин на поверхность отпечатка создает более гладкий и равномерный эффект поверхности. Помимо эстетических преимуществ пескоструйной обработки, процесс сглаживания повышает механическую прочность детали, не влияя на ее размер. Это связано с тем, что сферическая форма стеклянных шариков может оказывать весьма поверхностное воздействие на поверхность детали.
Галтовка, также известная как просеивание, является эффективным решением для последующей обработки мелких деталей. Технология предполагает размещение 3D-принта в барабане вместе с небольшими кусочками керамики, пластика или металла. Затем барабан вращается или вибрирует, заставляя мусор тереться о напечатанную деталь, удаляя любые неровности поверхности и создавая гладкую поверхность.
Галтовка носителя является более мощной, чем пескоструйная обработка, а гладкость поверхности можно регулировать в зависимости от типа галтовочного материала. Например, вы можете использовать мелкозернистый носитель для создания более шероховатой текстуры поверхности, а использование высокозернистой стружки может обеспечить более гладкую поверхность. Некоторые из наиболее распространенных крупных систем отделки могут обрабатывать детали размером 400 х 120 х 120 мм или 200 х 200 х 200 мм. В некоторых случаях, особенно в случае деталей MJF или SLS, сборку можно полировать в барабане с помощью держателя.
Хотя все вышеперечисленные методы разглаживания основаны на физических процессах, разглаживание паром основано на химической реакции между печатным материалом и паром, обеспечивающей гладкую поверхность. В частности, сглаживание паром предполагает воздействие на 3D-отпечаток испаряющегося растворителя (например, FA 326) в герметичной камере обработки. Пар прилипает к поверхности отпечатка и создает контролируемый химический расплав, сглаживая любые дефекты поверхности, выступы и впадины за счет перераспределения расплавленного материала.
Известно также, что сглаживание паром придает поверхности более полированный и глянцевый вид. Обычно процесс разглаживания паром обходится дороже, чем физическое разглаживание, но он предпочтительнее из-за превосходной гладкости и глянцевого блеска. Vapor Smoothing совместим с большинством полимеров и эластомерных материалов для 3D-печати.
Окраска в качестве дополнительного этапа постобработки — отличный способ улучшить эстетику печатной продукции. Хотя материалы для 3D-печати (особенно нити FDM) выпускаются в различных цветовых вариантах, тонирование в качестве постобработки позволяет использовать материалы и процессы печати, соответствующие спецификациям продукта, и достигать правильного соответствия цвета для данного материала. продукт. Вот два наиболее распространенных метода окраски для 3D-печати.
Окраска распылением — популярный метод, который предполагает использование аэрозольного распылителя для нанесения слоя краски на 3D-отпечаток. Приостановив 3D-печать, вы можете равномерно распылить краску по детали, покрыв всю ее поверхность. (Краску также можно наносить выборочно, используя методы маскировки.) Этот метод распространен как для 3D-печатных, так и для механически обработанных деталей и относительно недорог. Однако у него есть один существенный недостаток: поскольку чернила наносятся очень тонко, если напечатанная часть поцарапана или изношена, станет виден первоначальный цвет печатного материала. Следующий процесс затенения решает эту проблему.
В отличие от окраски распылением или нанесения кистью, чернила при 3D-печати проникают под поверхность. Это имеет несколько преимуществ. Во-первых, если 3D-отпечаток изнашивается или царапается, его яркие цвета останутся нетронутыми. Пятно также не отслаивается, что, как известно, делает краска. Еще одним большим преимуществом окрашивания является то, что оно не влияет на точность размеров отпечатка: поскольку краситель проникает в поверхность модели, он не увеличивает толщину и, следовательно, не приводит к потере деталей. Конкретный процесс окраски зависит от процесса 3D-печати и материалов.
Все эти процессы отделки возможны при работе с таким партнером-производителем, как Xometry, что позволяет создавать профессиональные 3D-отпечатки, соответствующие как эксплуатационным, так и эстетическим стандартам.
Время публикации: 24 апреля 2024 г.