Chociaż większość prac produkcyjnych odbywa się w drukarce 3D, ponieważ części są budowane warstwa po warstwie, to nie koniec procesu. Przetwarzanie końcowe to ważny etap w procesie drukowania 3D, który przekształca drukowane komponenty w gotowe produkty. Oznacza to, że samo „obróbka końcowa” nie jest konkretnym procesem, ale raczej kategorią składającą się z wielu różnych technik i technik przetwarzania, które można stosować i łączyć w celu spełnienia różnych wymagań estetycznych i funkcjonalnych.
Jak zobaczymy bardziej szczegółowo w tym artykule, istnieje wiele technik obróbki końcowej i wykańczania powierzchni, w tym podstawowa obróbka końcowa (taka jak usuwanie podpór), wygładzanie powierzchni (fizyczne i chemiczne) oraz przetwarzanie kolorów. Zrozumienie różnych procesów, które można zastosować w druku 3D, pozwoli spełnić specyfikacje i wymagania produktu, niezależnie od tego, czy Twoim celem jest osiągnięcie jednolitej jakości powierzchni, określonej estetyki czy zwiększonej produktywności. Przyjrzyjmy się bliżej.
Podstawowa obróbka końcowa zazwyczaj odnosi się do początkowych etapów po usunięciu i oczyszczeniu wydrukowanej w 3D części ze skorupy montażowej, w tym do usunięcia podpory i podstawowego wygładzenia powierzchni (w przygotowaniu do dokładniejszych technik wygładzania).
Wiele procesów drukowania 3D, w tym modelowanie osadzania topionego (FDM), stereolitografia (SLA), bezpośrednie spiekanie laserowe metali (DMLS) i cyfrowa synteza światła węglowego (DLS), wymaga użycia konstrukcji wsporczych do tworzenia występów, mostów i delikatnych struktur . . osobliwość. Chociaż struktury te są przydatne w procesie drukowania, należy je usunąć przed zastosowaniem technik wykończeniowych.
Usunięcie podpory można wykonać na kilka różnych sposobów, ale obecnie najczęstszy proces obejmuje prace ręczne, takie jak cięcie, w celu usunięcia podpory. W przypadku stosowania podłoży rozpuszczalnych w wodzie, konstrukcję nośną można usunąć poprzez zanurzenie zadrukowanego obiektu w wodzie. Istnieją również wyspecjalizowane rozwiązania do automatycznego usuwania części, w szczególności produkcja przyrostowa metali, która wykorzystuje narzędzia takie jak maszyny CNC i roboty do dokładnego wycinania podpór i utrzymywania tolerancji.
Kolejną podstawową metodą obróbki końcowej jest piaskowanie. Proces polega na natryskiwaniu drukowanych części cząsteczkami pod wysokim ciśnieniem. Uderzenie materiału natryskowego w powierzchnię druku tworzy gładszą, bardziej jednolitą teksturę.
Piaskowanie jest często pierwszym krokiem w wygładzaniu powierzchni wydrukowanej w 3D, ponieważ skutecznie usuwa resztki materiału i tworzy bardziej jednolitą powierzchnię, która jest następnie gotowa do kolejnych etapów, takich jak polerowanie, malowanie lub bejcowanie. Należy pamiętać, że piaskowanie nie daje błyszczącego wykończenia.
Oprócz podstawowego piaskowania istnieją inne techniki obróbki końcowej, które można zastosować w celu poprawy gładkości i innych właściwości powierzchni drukowanych elementów, takich jak matowy lub błyszczący wygląd. W niektórych przypadkach można zastosować techniki wykańczania, aby uzyskać gładkość przy użyciu różnych materiałów budowlanych i procesów drukowania. Jednak w innych przypadkach wygładzanie powierzchni jest odpowiednie tylko w przypadku niektórych rodzajów mediów lub wydruków. Geometria części i materiał do druku to dwa najważniejsze czynniki przy wyborze jednej z poniższych metod wygładzania powierzchni (wszystkie dostępne w Xometry Instant Pricing).
Ta metoda obróbki końcowej jest podobna do konwencjonalnego piaskowania medialnego, ponieważ polega na nałożeniu cząstek na wydruk pod wysokim ciśnieniem. Jest jednak istotna różnica: podczas piaskowania nie wykorzystuje się żadnych cząstek (takich jak piasek), lecz wykorzystuje się kuliste kulki szklane jako medium do piaskowania wydruku z dużą prędkością.
Uderzenie okrągłych koralików szklanych w powierzchnię wydruku daje efekt gładszej i bardziej jednolitej powierzchni. Oprócz korzyści estetycznych piaskowania, proces wygładzania zwiększa wytrzymałość mechaniczną części bez wpływu na jej rozmiar. Dzieje się tak, ponieważ kulisty kształt kulek szklanych może mieć bardzo powierzchowny wpływ na powierzchnię części.
Bębnowanie, zwane również przesiewaniem, jest skutecznym rozwiązaniem w przypadku obróbki końcowej małych części. Technologia polega na umieszczeniu wydruku 3D w bębnie wraz z małymi kawałkami ceramiki, plastiku lub metalu. Następnie bęben obraca się lub wibruje, powodując ocieranie się zanieczyszczeń o drukowaną część, usuwając wszelkie nierówności powierzchni i tworząc gładką powierzchnię.
Obsypywanie mediów jest skuteczniejsze niż piaskowanie, a gładkość powierzchni można regulować w zależności od rodzaju obracanego materiału. Na przykład można użyć mediów o niskiej ziarnistości, aby uzyskać bardziej szorstką teksturę powierzchni, podczas gdy użycie wiórów o dużej ziarnistości może uzyskać gładszą powierzchnię. Niektóre z najpopularniejszych dużych systemów wykańczania mogą obsługiwać części o wymiarach 400 x 120 x 120 mm lub 200 x 200 x 200 mm. W niektórych przypadkach, szczególnie w przypadku części MJF lub SLS, zespół można polerować bębnowo za pomocą nośnika.
Chociaż wszystkie powyższe metody wygładzania opierają się na procesach fizycznych, wygładzanie parą opiera się na reakcji chemicznej pomiędzy zadrukowanym materiałem a parą, w wyniku której powstaje gładka powierzchnia. W szczególności wygładzanie parą polega na wystawieniu wydruku 3D na działanie odparowującego rozpuszczalnika (takiego jak FA 326) w szczelnej komorze technologicznej. Para przylega do powierzchni wydruku i tworzy kontrolowany stop chemiczny, wygładzając wszelkie niedoskonałości powierzchni, grzbiety i doliny poprzez redystrybucję stopionego materiału.
Wiadomo również, że wygładzanie parą nadaje powierzchni bardziej wypolerowane i błyszczące wykończenie. Zwykle proces wygładzania parą jest droższy niż wygładzanie fizyczne, ale jest preferowany ze względu na doskonałą gładkość i błyszczące wykończenie. Vapor Smoothing jest kompatybilny z większością polimerów i elastomerowych materiałów do druku 3D.
Kolorowanie jako dodatkowy etap przetwarzania końcowego to świetny sposób na poprawę estetyki wydruków. Chociaż materiały do druku 3D (zwłaszcza włókna FDM) występują w różnych opcjach kolorystycznych, tonowanie jako proces końcowy pozwala na użycie materiałów i procesów drukowania, które spełniają specyfikacje produktu i zapewniają prawidłowe dopasowanie kolorów do danego materiału. produkt. Oto dwie najpopularniejsze metody kolorowania w druku 3D.
Malowanie natryskowe to popularna metoda polegająca na nałożeniu warstwy farby na wydruk 3D za pomocą rozpylacza w aerozolu. Wstrzymując drukowanie 3D, możesz równomiernie spryskać część farbą, pokrywając całą jej powierzchnię. (Farbę można również nakładać selektywnie przy użyciu technik maskowania.) Ta metoda jest powszechna zarówno w przypadku części drukowanych w 3D, jak i części obrabianych maszynowo i jest stosunkowo niedroga. Ma jednak jedną zasadniczą wadę: ponieważ atrament jest nakładany bardzo cienką warstwą, w przypadku zarysowania lub zużycia drukowanej części widoczny będzie oryginalny kolor drukowanego materiału. Poniższy proces cieniowania rozwiązuje ten problem.
W przeciwieństwie do malowania natryskowego lub pędzla, atrament w druku 3D wnika pod powierzchnię. Ma to kilka zalet. Po pierwsze, jeśli wydruk 3D ulegnie zużyciu lub zarysowaniu, jego żywe kolory pozostaną nienaruszone. Plama również się nie łuszczy, a jak wiadomo, farba to robi. Dużą zaletą barwienia jest to, że nie wpływa ono na dokładność wymiarową wydruku: barwnik wnikając w powierzchnię modelu nie dodaje mu grubości, a co za tym idzie, nie powoduje utraty detali. Konkretny proces barwienia zależy od procesu drukowania 3D i materiałów.
Wszystkie te procesy wykańczania są możliwe we współpracy z partnerem produkcyjnym, takim jak Xometry, co pozwala na tworzenie profesjonalnych wydruków 3D, które spełniają zarówno standardy wydajności, jak i estetyki.
Czas publikacji: 24 kwietnia 2024 r