R-A-351605-4

Понедельник, 10 Январь 2022 14:28

Постобработка печатных деталей FDM

Автор 
Оцените материал
(1 Голосовать)

Введение

3D-печать FDM лучше всего подходит для создания экономичных деталей  за короткие сроки. При обработке  обычно присутствуют неровности на FDM, что делает постобработку важным этапом, если требуется гладкая поверхность. Некоторые методы постобработки могут также добавить прочности детали, помогая уменьшить анизотропное поведение деталей FDM.

В этой статье будут обсуждаться наиболее распространенные методы постобработки FDM.

 

 

Удаление опоры

 

Удаление опоры обычно является первым этапом постобработки в любой технологии 3D-печати, которая требует поддержки для точного изготовления деталей. Поддержку обычно можно разделить на 2 категории; стандартные и растворимые. В отличие от других методов постобработки, обсуждаемых в этой статье, удаление опоры является обязательным требованием и не приводит к улучшению качества поверхности.

Инструментарий
  • Плоскогубцы
  • Набор стоматологических инструментов

 

Процесс: как правило, опорный материал можно удалить с детали с небольшими усилиями, а очистку опорного материала в труднодоступных местах (например, в отверстиях или пустотах) можно выполнить с помощью зубочисток и плоскогубцев.

Плюсы

Не изменяет общую геометрию детали.

Очень быстрый.

Минусы

Не удаляет излишнюю шероховатость, полосы или дефекты на поверхности детали.

Если опорные конструкции оставляют лишний материал или следы, точность и внешний вид  ухудшаются.

Процесс: стандартные растворимые материалы основы удаляются с детали, помещая детали в ванну с подходящим растворителем, пока материал основы не растворится. Поддержка обычно печатается на:

  • HIPS (обычно ассоциируется с ABS)
  • PVA (обычно ассоциируется с PLA)
  • HydroFill

 

Многие другие вспомогательные материалы, такие как PVA (используемый с PLA) и HydroFill (PLA и ABS), просто растворяются в простой воде.

 

Плюсы

Позволяет создавать сложные геометрические формы.

В результате получается гладкая поверхность, на которой опорная конструкция контактирует с деталью.

Минусы

Неправильное растворение растворимого материала в растворителях может привести к обесцвечиванию и деформации детали.

Не удаляет линии, полосы или дефекты на поверхности печати.

Шлифование

 
Инструментарий
  • Наждачная бумага с зернистостью 150, 220, 400, 600, 1000 и 2000
  • Зубная щетка
  • Мыло

 

Процесс: после того, как опоры удалены или растворены, можно провести шлифовку, чтобы сгладить деталь и удалить любые очевидные дефекты, такие как пятна или следы опоры. Стартовая зернистость наждачной бумаги зависит от высоты слоя и качества печати; для толщины слоя 200 микрон и ниже или печати без дефектов шлифовку можно начинать с зернистости 150. Если присутствуют явные дефекты или объект был напечатан с высотой слоя 300 микрон или выше, начните шлифование с зернистостью 100.

Шлифование должно происходить до зернистости 2000, следуя стандартной градации шлифования (один подход - переход от зернистости 220 до 400, до 600, до 1000 и, наконец, до 2000). Рекомендуется отшлифовать деталь влажной шлифовкой от начала до конца, чтобы предотвратить повреждение детали трением и накоплением тепла, а наждачная бумага будет чистой. детали следует очищать зубной щеткой и мыльной водой, а затем тканью. Детали FDM можно отшлифовать до зернистости в 5000 для получения гладкой и блестящей поверхности.

Совет : всегда шлифуйте поверхность детали небольшими круговыми движениями и равномерно. Может возникнуть соблазн отшлифовать поверхность перпендикулярно слоям для печати или даже параллельно слоям для печати, но это может привести к образованию «канавок» на детали. Если деталь обесцвечивается или появляется много мелких царапин от шлифовки, можно использовать тепловой пистолет, чтобы осторожно нагреть деталь и смягчить поверхность, чтобы «ослабить» некоторые дефекты.

Плюсы

Обеспечивает чрезвычайно гладкую поверхность.

Делает дополнительную постобработку (такую, как покраска, полировка, сглаживание и нанесение эпоксидного покрытия) очень простой.

Минусы

Может повлиять на общую точность печати, если шлифование выполняется слишком агрессивно и удаляется слишком много материала.

Холодная сварка

Инструментарий
  • Ацетон
  • ·           Аппликатор пены

Процесс: когда размер детали превышает максимальный объем принтера, детали часто разбивается на более мелкие части и собирается вместе после печати. Для PLA и других материалов сборку можно выполнить с помощью Bond-O или другого подходящего клея (выбор клея будет зависеть от пластика). Что касается АБС, то многоэлементные сборки можно «сварить» вместе с помощью ацетона. Сопрягаемые поверхности необходимо слегка очистить щеткой ацетоном и прочно удерживать вместе или, если возможно, зажимать до тех пор, пока большая часть ацетона не испарится.

Совет : увеличение площади соприкосновения с ацетоном увеличивает прочность соединения.

 

Плюсы

Ацетон не изменит цвет поверхности детали так сильно, как другие клеи.

После высыхания шов проявляет свойства АБС, делая дальнейшую обработку более простой и однородной.

Минусы

Стык, образованный «сваркой» деталей из АБС-пластика с ацетоном, не такой прочный, как цельный детали.

Чрезмерное использование ацетона может привести к агрессивному растворению детали и негативно повлиять на качество обработки и допуски.

Полировка

Инструментарий
  • Пластиковый полировальный состав
  • Наждачная бумага зернистостью 2000
  • Зубная щетка
  • Полировальный круг или ткань из микрофибры

 

Процесс: после шлифовки детали можно нанести полироль для пластика, чтобы придать стандартным термопластам, таким как ABS и PLA, зеркальную поверхность. После шлифовки детали до зернистости 2000 сотрите лишнюю пыль с детали липкой тканью, затем очистите детали теплой водой с помощью зубной щетки. Дайте детали полностью высохнуть и отполируйте полировальным кругом или вручную салфеткой из микроволокна и пластиковой полировальной пастой, например Blue Rouge. Blue Rogue - это ювелирный полироль, разработанный специально для пластика и синтетики и обеспечивающий блеск поверхности. Также подойдут и другие полироли для пластика, например, для автомобильных фар, но некоторые из них могут содержать химические вещества, которые могут повредить печатному материалу.

 

Плюсы

 

При правильной шлифовке образует зеркальное покрытие, имитирующее пластмассу, полученную литьем под давлением.

Полироль и очиститель для пластика очень экономичны, что делает этот метод очень экономичным с точки зрения качества обработки.

Минусы

детали необходимо тщательно отшлифовать перед полировкой, если требуется зеркальное покрытие, которое может повлиять на допуски.

Грунтовка / краска может не ложиться к поверхности после полировки.

Грунтовка и покраска

 
Инструментарий
  • Ткань для прихватки
  • Зубная щетка
  • Наждачная бумага с зернистостью 150, 220, 400 и 600
  • Грунтовка аэрозольная пластиковая
  • Краска для финишного покрытия
  • Полировочная бумага
  • Малярная лента (только при использовании нескольких цветов)
  • Нитриловые перчатки и соответствующая маска

 

Процесс: после того, как деталь будет отшлифована должным образом, деталь можно грунтовать. Грунтовать нужно в два слоя аэрозольной грунтовкой. Аэрозольный грунт, предназначенный для окраски модели. Он обеспечит равномерное покрытие и будет достаточно тонким, чтобы детали  не были затемнены до начала окраски. Распылите первый слой короткими быстрыми движениями на расстоянии примерно 15-20 см от детали, чтобы не допустить скопления грунтовки. Дайте грунтовке высохнуть и отшлифуйте все дефекты наждачной бумагой зернистостью 600. Нанесите последний слой грунтовки легкими быстрыми движениями, опять же очень осторожно.

После завершения грунтования можно начинать покраску. Рисовать можно художественными акриловыми красками и кистями, но использование аэрографа или аэрозольного баллончика обеспечит более гладкую поверхность. Аэрозольная краска из строительного магазина имеет более густую вязкость, и ее труднее контролировать, поэтому следует использовать краски, специально разработанные для окраски моделей. Загрунтованную поверхность следует отшлифовать и отполировать. Раскрасьте модель очень светлыми слоями; первые несколько слоев будут выглядеть полупрозрачными. Как только краска образует непрозрачный слой (обычно после 2-4 слоев), дайте модели постоять 30 минут, чтобы краска схватилась. Осторожно отполируйте красочный слой палочками для ногтей.

 

При желании участки модели можно замаскировать малярным скотчем для сохранения цвета грунтовки. Когда все слои краски будут готовы, снимите маски и отполируйте краску полировальной бумагой. Полировочную бумагу, такую как 3M или Zona, можно купить с разной зернистостью, и это относительно новый продукт. Его можно приобрести в упаковке во многих интернет-магазинах, и он придает краске и финишным покрытиям блеск, который иначе достичь нелегко. Нанесите 1-2 слоя финишного покрытия для защиты краски и дайте ей полностью высохнуть. Финишное покрытие следует выбирать в соответствии с рекомендациями производителя используемой краски. Н

Совет : при использовании аэрозольной краски не встряхивайте баллончик! Цель состоит в том, чтобы смешать пигмент или грунтовку, не взбалтывая пропеллент, что приведет к образованию пузырьков в спрее. Вместо этого покрутите банку в течение 2-3 минут; шарик для смешивания должен катиться, а не дребезжать.

 

Минусы

Краска и грунтовка добавляют модели объемности, что изменяет допуски и может вызвать проблемы, если деталь является частью сборки.

Приобретение высококачественной аэрозольной краски или аэрографа может увеличить стоимость детали.

Паровое сглаживание

 

Инструментарий
  • Герметичный контейнер, безопасный для растворителей
  • Растворитель
  • Бумажные полотенца
  • Алюминиевая фольга (или другой устойчивый к растворителям материал)

 

Процесс: Застелите контейнер бумажными полотенцами по дну и, если возможно, по боковым стенкам. Очень важно, чтобы пар не подвергал опасности саму камеру, и чтобы камера могла быть герметично закрыта. Рекомендуется использовать стеклянную и металлическую тару. Налейте достаточно растворителя, чтобы смочить, но не пропитать бумажные полотенца; это также должно помочь полотенцам прилипнуть к боковым стенкам контейнера. Ацетон хорошо известен своей способностью сглаживать АБС. Для PLA сглаживание возможно с помощью различных растворителей (THF или MEK подходят), но, как правило, получить сглаженную поверхность сложнее по сравнению с ABS. При работе с любым растворителем, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами техники безопасности, касающимися химиката, и всегда соблюдайте соответствующие меры предосторожности. Небольшой «плот» из алюминиевой фольги или другого стойкого к растворителям материала,следует поместить в середину контейнера, выстланного бумажным полотенцем. Поместите детали на плот (любой стороной, выбранной в качестве дна, опирающейся на плот), и закройте крышку контейнера. Полировка паром займет разное время, поэтому периодически проверяйте детали. Для увеличения скорости полировки можно использовать тепло, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить накопление потенциально взрывоопасного пара.

При извлечении детали из камеры постарайтесь вообще не прикасаться к нему, оставив детали на плоту и вынув их из контейнера. Любые точки соприкосновения с деталью будут иметь дефекты поверхности, так как внешняя оболочка будет наполовину растворена. Перед тем, как приступить к работе, дайте отпечатку полностью выпустить газ из оставшегося растворителя.

ПРИМЕЧАНИЕ. Многие аэрозольные и / или распыленные растворители легковоспламеняемы / взрывоопасны, а пары растворителя могут быть вредными для здоровья человека. Будьте предельно осторожны при нагревании растворителей и всегда разглаживайте отпечатки / храните растворитель в хорошо проветриваемом помещении.

 

Плюсы

Сглаживает множество мелких пятен и уменьшает линии слоев на детали без каких-либо дополнительных действий.

Создает очень гладкую «оболочку» вокруг детали.

 

Минусы

Не «залечивает» зазоры и не полностью маскирует высоту слоя.

Процесс сглаживания «растворяет» внешнюю оболочку детали, и поэтому это сильно влияет на допуски.

Отрицательно влияет на прочность детали из-за изменения свойств материала для печати.

Погружение

Инструментарий
  • Безопасный для растворителей контейнер
  • Растворитель
  • Крючок для проушины или маленький винт
  • Проволока для скульптур или ландшафтного дизайна большой толщины
  • Сушильный стержень или подставка
  • ·            Маска для лица и химически стойкие перчатки

Процесс: убедитесь, что используемый контейнер достаточно широкий и достаточно глубокий, чтобы вместить детали и растворитель. Заполните емкость соответствующим количеством растворителя, стараясь минимизировать разбрызгивание. Как и в случае сглаживания паром, для окунания ABS следует использовать ацетон, а для окунания PLA можно использовать MEK или THF. PLA довольно устойчив к разглаживанию растворителем, поэтому для достижения желаемого результата может потребоваться несколько попыток. Подготовьте детали к погружению, вкрутив крючок или винтик в незаметную поверхность. Проденьте проволоку через ушко крючка или вокруг винта, чтобы детали можно было опустить в ванну с помощью проволоки. Если проволока слишком тонкая для калибра, она не сможет противодействовать плавучести детали и очень затруднит правильное погружение.

Как только печать будет готова, быстро погрузите весь объект в растворитель не более чем на несколько секунд, используя проволоку. Удалите детали и зацепите проволоку за сушильный стержень или решетку, чтобы растворитель полностью испарился с поверхности. После удаления детали можно осторожно встряхнуть, чтобы облегчить высыхание и убедиться, что растворитель не скапливается в углублениях на поверхности.

Совет : если после высыхания деталь приобретет непрозрачный белый цвет, его можно на некоторое время подвесить над ванной с растворителем, чтобы испаряющиеся пары растворителя слегка растворили поверхность. Это восстановит цвет детали и обеспечит блестящий внешний вид.

Плюсы

Разглаживает поверхность печати намного быстрее, чем паровая полировка.

Вырабатывает гораздо меньше пара, чем другие методы полировки растворителем, что снижает риски для безопасности.

Минусы

Очень агрессивно сглаживает поверхность детали, поэтому допуски соблюдаться не будут.

Слишком долгое погружение может привести к полной деформации детали и значительному изменению свойств материала.

Эпоксидное покрытие

 

Детали из АБС-пластика, наполовину покрывают эпоксидной смолой.

Инструментарий
  • 2-компонентная эпоксидная смола (например, XTC-3D)
  • Аппликатор для пены
  • Емкость для смешивания
  • ·           Наждачная бумага зернистостью 1000 или выше

Процесс: После шлифовки детали (сначала шлифовка даст лучшие конечные результаты) полностью очистите детали липколь тканью. Смешайте соответствующее соотношение смолы и отвердителя, как указано в инструкции для смолы, следя за тем, чтобы все было точно отмерено. Эпоксидные смолы при смешивании являются экзотермическими, поэтому следует избегать использования стеклянных емкостей и емкостей, состоящих из материалов с низкой температурой плавления. Рекомендуются емкости, специально предназначенные для смешивания эпоксидных смол. Неправильное соотношение увеличивает время высыхания, и эпоксидная смола может никогда не застыть полностью, что приведет к «липкой» поверхности. XTC-3D - это специальное покрытие, разработанное для 3D-печати, но любая двухкомпонентная эпоксидная смола подойдет для этого применения, если она подготовлена должным образом. Тщательно перемешайте смолу и отвердитель в соответствии с инструкциями, плавно вращая.чтобы свести к минимуму количество пузырьков воздуха, попадающих в систему. Немного эпоксидной смолы имеет большое значение, а время работы большинства эпоксидных смол составляет всего 10-15 минут, так что планируйте соответственно.

Нанесите первый слой эпоксидной смолы с помощью пенного аппликатора и постарайтесь свести к минимуму скопление на любых углубленных поверхностях или деталях детали. После того, как детали будет достаточно покрыт, дайте эпоксидной смоле полностью затвердеть в соответствии с инструкциями производителя. Для сглаживания детали может быть достаточно первого слоя, но для получения оптимального результата его следует слегка отшлифовать мелкой наждачной бумагой (зернистостью 1000 или выше), чтобы удалить любые дефекты. Удалите пыль с помощью липкой ткани и нанесите второй слой эпоксидной смолы, следуя той же процедуре.

Плюсы

Очень тонкий слой эпоксидной смолы не сильно повлияет на допуски печати (если только печать не будет предварительно отшлифована).

Обеспечивает внешнюю защитную «оболочку» вокруг детали.

Минусы

Линии поверхностного слоя по-прежнему будут видны, они находятся прямо под «гладкой» оболочкой.

Применение слишком большого количества эпоксидной смолы может привести к слиянию деталей детали и краев, в результате чего поверхность будет выглядеть «капающей».

Металлическое покрытие

 

Набор инструментов (для домашней обшивки)
  • Раствор для гальванопластики. Раствор для гальванопластики можно приготовить путем смешивания соли металла с кислотой и водой, но если измерения не точны, а качество ингредиентов не очень высокое, добиться профессиональной отделки сложно. Решение Buyipremade (например, решения Midas) гарантирует, что проблемы с покрытием не связаны с решением.
  • Жертвенный анод - материал анода должен соответствовать металлу раствора для гальванопластики, поэтому, если в растворе используется сульфат меди, необходимо использовать медный анод. Можно использовать любой предмет, сделанный из металлического покрытия (например, медь для меднения), или можно приобрести тонкую полоску металлического покрытия, которая сделана специально для гальваники.
  • Токопроводящая краска или ацетон и графит - поверхность детали должна быть токопроводящей, чтобы покрытие работало, что может быть достигнуто с помощью токопроводящей краски или раствора графита и ацетона в соотношении 1: 1. Электропроводная краска подойдет для любого материала для печати, но раствор графита в ацетоне подойдет только для АБС-пластика.
  • Выпрямитель мощности - аккумулятор можно использовать вместо выпрямителя мощности, но батарея не так эффективна и не дает результатов так быстро и стабильно, как выпрямитель. Выпрямитель также является более безопасным вариантом, поскольку его можно просто повернуть, чтобы прервать ток во время гальваники.
  • Проводящий винт или проушина
  • Непроводящий сосуд
  • Ведущий набор
  • Непроводящие перчатки и защитные очки
  • ·           Растворы для гальванопластики являются кислыми и могут вызвать повреждение глаз при попадании брызг, поэтому необходимы соответствующие очки. Он также может раздражать кожу и проводить заряд во время гальваники, поэтому всегда следует использовать непроводящие перчатки.

Процесс: Металлическое покрытие может быть выполнено с помощью гальваники дома или в профессиональном магазине. Правильное металлическое покрытие требует глубоких знаний материалов, а то, что можно сделать дома, ограничено по сравнению с тем, что можно сделать в профессиональном магазине. Для получения превосходной отделки и более широкого спектра вариантов покрытия, включая хромирование, лучшим вариантом будет использование профессионального магазина. Для наглядности ниже будет описан процесс гальваники медью.

Гальваника в домашних условиях может быть выполнена с использованием меди или никеля в качестве базовой пластины, на которую затем могут быть нанесены другие металлы. Чрезвычайно важно, чтобы поверхность для печати была как можно более гладкой перед нанесением покрытия; любые неровности и линии слоев будут подчеркнуты после нанесения покрытия. Подготовьте очищенный и отшлифованный детали к нанесению покрытия, покрыв пластик тонким слоем высококачественной проводящей краски или раствором ацетона и графита, если детали сделан из АБС-пластика. Дайте проводящему покрытию полностью высохнуть и при необходимости отшлифуйте, чтобы поверхность была гладкой. Крайне важно свести к минимуму контакт с отпечатком на этом этапе или надеть перчатки, так как кожные масла повлияют на процесс нанесения покрытия.

Вставьте винт или проушину на незаметную поверхность детали и прикрепите к одному из выводов выпрямителя; он будет служить катодом и должен быть подключен к отрицательной клемме выпрямителя. Присоедините медный анод к положительной клемме выпрямителя с помощью второго кабеля питания и заполните выбранный сосуд достаточным количеством раствора для гальванопластики, чтобы полностью покрыть детали и медный анод. Вставьте анод в ванну и включите выпрямитель мощности. Как только выпрямитель включен, вставьте детали в ванну, убедившись, что он не соприкасается с анодом в какой-либо точке (будьте очень осторожны на этом этапе, так как после того, как детали окажется в ванне, система металлизации находится под напряжением, и любой контакт с раствор или анод / катод могут вызвать травму).Установите выпрямитель мощности на 1–3 вольта и дайте покрытию появиться, пока детали не будет полностью покрыт. Напряжение может быть увеличено для увеличения времени нанесения покрытия, но не должно превышать 5 вольт. Просто отключите выпрямитель, удалите детали после нанесения удовлетворительного покрытия и высушите его, используя полотенца из микрофибры. После высыхания нанесите на детали металлический лак для защиты от коррозии.

Плюсы

Металлическая оболочка с покрытием увеличивает прочность пластиковой детали, что значительно расширяет возможности применения печати.

Наружное металлическое покрытие очень тонкое, поэтому допуски могут быть жесткими, если покрытие выполнено правильно.

Создает красивую отделку поверхности, которая при правильном выполнении не будет выглядеть как объект, напечатанный на 3D-принтере.

Минусы

Как правило, профессионально наносить отпечатки на отпечатки очень дорого, а гальваника в домашних условиях требует приличного количества оборудования для профессиональной отделки.

Гальваника в домашних условиях может привести к поражению электрическим током, если не соблюдаются и не соблюдаются надлежащие меры безопасности.

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Нет исполнителя
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2020
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Рассказать подробней про тему проекта
Прочитано 107 раз
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии