Хотя большая часть производственных работ выполняется внутри 3D-принтера, поскольку детали создаются слой за слоем, это не конец процесса. Постобработка является важным этапом в рабочем процессе 3D-печати, который превращает напечатанные компоненты в готовые изделия. То есть, сама «постобработка» не является конкретным процессом, а скорее категорией, состоящей 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 финишной обработки поверхности, включая базовую постобработку (такую как удаление поддержек), сглаживание поверхности (физическое и химическое) и обработку цвета. Понимание различных процессов, которые вы можете использовать в 3D-печати, позволит вам соответствовать спецификациям и требованиям к продукту, независимо от того, является ли вашей целью достижение однородного качества поверхности, особой эстетики или повышение производительности. Давайте рассмотрим подробнее.
Базовая постобработка обычно относится к начальным этапам после извлечения и очистки 3D-печатной детали из оболочки сборки, включая удаление поддержек и базовое сглаживание поверхности (в рамках подготовки к более тщательным методам сглаживания).
Многие процессы 3D-печати, включая моделирование методом послойного наплавления (FDM), стереолитографию (SLA), прямое лазерное спекание металлов (DMLS) и цифровой синтез углерода (DLS), требуют использования опорных структур для создания выступов, мостов и хрупких структур. . особенность. Хотя эти структуры полезны в процессе печати, их необходимо удалить перед применением методов финишной обработки.
Удаление поддержки может быть выполнено несколькими способами, но наиболее распространенный процесс сегодня включает ручную работу, такую как резка, для удаления поддержки. При использовании водорастворимых субстратов структура поддержки может быть удалена путем погружения напечатанного объекта в воду. Существуют также специализированные решения для автоматизированного удаления деталей, в частности, металлическое аддитивное производство, которое использует такие инструменты, как станки с ЧПУ и роботы, для точной резки поддержки и соблюдения допусков.
Другим базовым методом постобработки является пескоструйная обработка. Процесс заключается в распылении напечатанных деталей частицами под высоким давлением. Воздействие распыляемого материала на поверхность печати создает более гладкую, однородную текстуру.
Пескоструйная обработка часто является первым шагом в сглаживании 3D-печатной поверхности, поскольку она эффективно удаляет остаточный материал и создает более однородную поверхность, которая затем готова к последующим этапам, таким как полировка, покраска или окрашивание. Важно отметить, что пескоструйная обработка не создает блестящей или глянцевой отделки.
Помимо базовой пескоструйной обработки, существуют и другие методы постобработки, которые можно использовать для улучшения гладкости и других свойств поверхности печатных компонентов, таких как матовый или глянцевый вид. В некоторых случаях для достижения гладкости при использовании различных строительных материалов и процессов печати можно использовать методы финишной обработки. 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 доступны в Xometry Instant Pricing).
Этот метод постобработки похож на традиционную пескоструйную обработку, поскольку он подразумевает нанесение частиц на отпечаток под высоким давлением. Однако есть важное отличие: пескоструйная обработка не использует никаких частиц (например, песка), а использует сферические стеклянные шарики в качестве среды для пескоструйной обработки отпечатка на высоких скоростях.
Воздействие круглых стеклянных шариков на поверхность отпечатка создает более гладкий и однородный поверхностный эффект. Помимо эстетических преимуществ пескоструйной обработки, процесс сглаживания увеличивает механическую прочность детали, не влияя на ее размер. Это происходит потому, что сферическая форма стеклянных шариков может оказывать очень поверхностное воздействие на поверхность детали.
Обработка в барабане, также известная как просеивание, является эффективным решением для постобработки мелких деталей. Технология заключается в помещении 3D-печати в барабан вместе с небольшими кусками керамики, пластика или металла. Затем барабан вращается или вибрирует, заставляя мусор тереться о напечатанную деталь, удаляя любые неровности поверхности и создавая гладкую поверхность.
Обработка абразивными материалами более эффективна, чем пескоструйная обработка, а гладкость поверхности можно регулировать в зависимости от типа обрабатываемого материала. Например, можно использовать абразивные материалы с низкой зернистостью для создания более грубой текстуры поверхности, в то время как использование абразивных материалов с высокой зернистостью может обеспечить более гладкую поверхность. Некоторые из наиболее распространенных крупных систем финишной обработки могут обрабатывать детали размером 400 x 120 x 120 мм или 200 x 200 x 200 мм. В некоторых случаях, особенно с деталями MJF или SLS, сборку можно полировать в барабане с помощью носителя.
В то время как все вышеперечисленные методы сглаживания основаны на физических процессах, сглаживание паром основано на химической реакции между напечатанным материалом и паром для получения гладкой поверхности. В частности, сглаживание паром подразумевает воздействие на 3D-печать испаряющегося растворителя (например, FA 326) в герметичной камере обработки. Пар прилипает к поверхности печати и создает контролируемый химический расплав, сглаживая любые поверхностные дефекты, выступы и впадины путем перераспределения расплавленного материала.
Известно также, что паровое сглаживание придает поверхности более полированную и глянцевую отделку. Обычно процесс парового сглаживания дороже физического сглаживания, но предпочтительнее из-за его превосходной гладкости и глянцевой отделки. Паровое сглаживание совместимо с большинством полимеров и эластомерных материалов для 3D-печати.
Окрашивание как дополнительный этап постобработки — отличный способ улучшить эстетику печатной продукции. Хотя материалы для 3D-печати (особенно нити FDM) выпускаются в различных цветовых вариантах, тонирование как постобработка позволяет использовать материалы и процессы печати, которые соответствуют спецификациям продукта и обеспечивают правильное соответствие цвета данному материалу. продукт. Вот два наиболее распространенных метода окрашивания для 3D-печати.
Распылительная окраска — популярный метод, который подразумевает использование аэрозольного распылителя для нанесения слоя краски на 3D-печать. Приостановив 3D-печать, вы можете равномерно распылить краску по детали, покрывая всю ее поверхность. (Краску также можно наносить выборочно с помощью методов маскирования.) Этот метод распространен как для 3D-печатных, так и для обработанных деталей и является относительно недорогим. Однако у него есть один существенный недостаток: поскольку чернила наносятся очень тонким слоем, если напечатанная деталь поцарапана или изношена, станет виден исходный цвет напечатанного материала. Следующий процесс затенения решает эту проблему.
В отличие от распыления краски или нанесения кистью, чернила в 3D-печати проникают под поверхность. Это имеет несколько преимуществ. Во-первых, если 3D-печать износится или поцарапается, ее 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 размерную точность печати: поскольку краситель проникает в поверхность модели, он не добавляет толщины и, следовательно, не приводит к потере деталей. Конкретный процесс окрашивания зависит от процесса 3D-печати и материалов.
Все эти процессы отделки возможны при сотрудничестве с таким производственным партнером, как Xometry, что позволяет создавать профессиональные 3D-отпечатки, отвечающие как эксплуатационным, так и эстетическим стандартам.
Время публикации: 24-04-2024