Русский

Полное руководство по методам постобработки 3D-печати, охватывающее все: от удаления поддержек до передовых методов обработки различных материалов.

Мастерство постобработки 3D-печати: всеобъемлющее руководство

3D-печать произвела революцию в производстве, прототипировании и дизайне во всем мире. Хотя сам процесс печати увлекателен, настоящая магия часто кроется на этапах постобработки. Это всеобъемлющее руководство исследует мир постобработки 3D-печати, охватывая основные методы, передовые методы и лучшие практики, применимые к различным материалам и технологиям печати.

Почему важна постобработка?

Постобработка — это серия операций, выполняемых с 3D-печатной деталью после ее извлечения из принтера. Эти шаги важны по нескольким причинам:

Общие технологии 3D-печати и их потребности в постобработке

Конкретные шаги постобработки зависят в основном от используемой технологии 3D-печати. Вот разбивка распространенных технологий и их типичных рабочих процессов постобработки:

Метод послойного наплавления (FDM)

FDM, также известный как метод послойного изготовления (FFF), — широко используемая технология, которая выдавливает расплавленную пластиковую нить слой за слоем. Популярные материалы включают PLA, ABS, PETG и нейлон.

Типичные этапы постобработки FDM:

Пример: постобработка напечатанного методом FDM корпуса из ABS для Raspberry Pi

Представьте, что вы напечатали корпус для Raspberry Pi на 3D-принтере с использованием нити ABS. Процесс будет включать в себя: 1. Удаление поддержки: аккуратно удалите опорные конструкции плоскогубцами или острым ножом. 2. Шлифовка: начните с наждачной бумаги зернистостью 180, чтобы удалить заметные слои, затем перейдите к зернистости 320 и 400 для более гладкой поверхности. Сосредоточьтесь на видимых внешних поверхностях. 3. Заполнение (необязательно): если есть какие-либо небольшие зазоры или дефекты, заполните их суспензией ABS (растворенная нить ABS в ацетоне). Дайте полностью высохнуть. 4. Грунтовка: нанесите тонкий, ровный слой пластикового грунта. Дайте ему тщательно высохнуть. 5. Покраска: нанесите два или три тонких слоя желаемого цвета с помощью аэрозольной краски, предназначенной для пластмасс. Дайте каждому слою полностью высохнуть, прежде чем наносить следующий. 6. Прозрачное покрытие (необязательно): нанесите прозрачное покрытие для защиты краски и придания глянцевой отделки.

Стереолитография (SLA) и цифровая обработка света (DLP)

SLA и DLP — это технологии 3D-печати на основе смолы, которые используют свет для отверждения жидкой смолы. Эти технологии обеспечивают высокое разрешение и гладкую поверхность, что делает их подходящими для детализированных деталей.

Типичные этапы постобработки SLA/DLP:

Пример: постобработка напечатанной на SLA миниатюрной фигурки

Допустим, вы напечатали на 3D-принтере очень детализированную миниатюрную фигурку с помощью принтера SLA. Постобработка будет включать в себя: 1. Промывка: погрузите фигурку в IPA на 10–20 минут, осторожно перемешивая ее, чтобы удалить неотвержденную смолу. Используйте мягкую щетку для очистки труднодоступных мест. 2. Отверждение: поместите фигурку в камеру УФ-отверждения на рекомендуемое время, обычно 30–60 минут, в зависимости от используемой смолы. 3. Удаление поддержки: аккуратно отсеките опорные конструкции острыми кусачками или ножом для хобби, обращая внимание на мелкие детали. 4. Шлифовка (необязательно): при необходимости слегка отшлифуйте любые оставшиеся следы поддержки наждачной бумагой с очень мелким зерном (например, зернистость 600–800). 5. Покраска (необязательно): загрунтуйте и покрасьте фигурку акриловыми красками, чтобы оживить ее. 6. Прозрачное покрытие (необязательно): нанесите прозрачное покрытие для защиты краски и придания глянцевой или матовой отделки.

Селективное лазерное спекание (SLS)

SLS — это технология 3D-печати на основе порошка, в которой используется лазер для сплавления частиц порошка друг с другом. Материалы включают нейлон, TPU и другие полимеры.

Типичные этапы постобработки SLS:

Пример: постобработка напечатанного SLS нейлонового кронштейна

Представьте, что вы напечатали нейлоновый кронштейн для промышленного применения с использованием SLS. Постобработка будет включать в себя: 1. Удаление порошка: аккуратно удалите неспеченный порошок из кронштейна с помощью сжатого воздуха и щеток. Убедитесь, что все внутренние полости тщательно очищены. 2. Дробеструйная обработка: дробеструйте кронштейн, чтобы сгладить поверхность и удалить любые оставшиеся частицы порошка. Используйте мелкий дробеструйный материал для получения однородной отделки. 3. Окрашивание (необязательно): при желании покрасьте кронштейн в определенный цвет для идентификации или эстетических целей. 4. Покрытие (необязательно): нанесите защитное покрытие для улучшения химической стойкости или водонепроницаемости, в зависимости от требований применения.

Селективное лазерное плавление (SLM) и прямое лазерное спекание металлов (DMLS)

SLM и DMLS — это технологии 3D-печати металлом, в которых используется лазер для сплавления металлического порошка. Материалы включают алюминий, титан, нержавеющую сталь и никелевые сплавы.

Типичные этапы постобработки SLM/DMLS:

Пример: постобработка напечатанного методом DMLS титанового имплантата

Рассмотрим титановый имплантат, созданный с использованием DMLS для медицинских целей. Постобработка включает в себя: 1. Удаление поддержки: удалите опорные конструкции с помощью проволочной ЭДМ, чтобы свести к минимуму напряжение и повреждение имплантата. 2. Термическая обработка: подвергните имплантат термической обработке, чтобы снять остаточные напряжения и улучшить его механические свойства, обеспечивая биосовместимость и структурную целостность. 3. Механическая обработка (необязательно): точно обработайте критические области имплантата, чтобы достичь требуемых размеров и отделки поверхности для оптимальной посадки и функциональности. 4. Обработка поверхности: отполируйте или пассивируйте поверхность, чтобы создать гладкую, биосовместимую поверхность, которая способствует остеоинтеграции (росту костной ткани вокруг имплантата). 5. HIP (необязательно): используйте HIP, чтобы еще больше уменьшить любую оставшуюся пористость и повысить плотность имплантата, увеличивая его прочность и устойчивость к усталости.

Подробные методы постобработки

Удаление поддержки

Удаление опорных конструкций является фундаментальным шагом во многих рабочих процессах постобработки 3D-печати. Наилучший подход зависит от материала опоры, геометрии детали и желаемой отделки поверхности.

Шлифовка

Шлифовка — важный метод сглаживания поверхностей и удаления слоистых линий. Ключевым моментом является начало с крупного зерна и постепенный переход к более мелким зернам.

Заполнение

Заполнение используется для исправления зазоров, дефектов и швов в 3D-печатных деталях. Доступно несколько типов наполнителей:

Грунтовка

Грунтовка создает гладкую, однородную поверхность для покраски и помогает краске лучше прилипать к пластику. Выберите грунтовку, совместимую с пластиковым материалом.

Покраска

Покраска добавляет цвет, детали и защиту 3D-печатным деталям. Используйте краски, специально разработанные для пластмасс. Акриловые краски — популярный выбор.

Покрытие

Покрытие добавляет защитный слой к краске и может обеспечить глянцевую, матовую или атласную отделку. Покрытия также могут улучшить химическую стойкость и водонепроницаемость.

Паровая обработка

Паровая обработка — это метод, который использует химические пары для расплавления поверхности 3D-печатной детали, создавая гладкую, глянцевую отделку. Этот метод обычно используется с ABS и другими растворимыми пластмассами. Внимание: паровая обработка включает в себя потенциально опасные химические вещества и должна выполняться с соблюдением надлежащих мер предосторожности и вентиляции.

Полировка

Полировка используется для создания гладкой, глянцевой поверхности на 3D-печатных деталях. Этот метод обычно используется с печатными изделиями на основе смолы.

Передовые методы постобработки

Гальванопокрытие

Гальванопокрытие — это процесс нанесения тонкого слоя металла на 3D-печатную деталь. Это может улучшить внешний вид, долговечность и электропроводность детали.

Порошковая покраска

Порошковая покраска — это процесс нанесения сухого порошкового покрытия на 3D-печатную деталь. Затем порошок подвергается термической обработке, создавая прочное, ровное покрытие. Это часто используется на металлических 3D-печатных деталях.

Текстурирование поверхности

Текстурирование поверхности может добавить уникальные эстетические и функциональные свойства 3D-печатным деталям. Методы включают:

Соображения безопасности

Постобработка может включать опасные материалы и инструменты. Всегда соблюдайте следующие меры предосторожности:

Выбор правильных методов постобработки

Наилучшие методы постобработки для конкретной 3D-печатной детали зависят от нескольких факторов:

Глобальные примеры применения постобработки

Заключение

Освоение постобработки 3D-печати необходимо для раскрытия всего потенциала аддитивного производства. Понимая различные методы и их применение, вы можете создавать детали, которые не только функциональны, но и визуально привлекательны и готовы к реальному использованию. Независимо от того, являетесь ли вы любителем, дизайнером или производителем, инвестиции в знания и навыки постобработки значительно повысят качество и ценность ваших 3D-печатных изделий. Поскольку технология 3D-печати продолжает развиваться, так же будут развиваться и методы постобработки, предлагая еще больше возможностей для инноваций и настройки в различных отраслях промышленности во всем мире.