Решения по постобработке для 3D-печати

Повышение точности и изящества 3D-печати

В мире 3D-печати важно не просто создать объект, а добиться высочайшего качества конечного результата. Наша современная услуга по постобработке гарантирует, что ваши 3D-печатные проекты превратятся из "сырых" отпечатков в отполированные шедевры.

Состав услуги:

Сглаживание поверхности: Устранение линий слоев и достижение безупречного результата с помощью наших передовых технологий сглаживания. Независимо от того, хотите ли вы получить матовую или глянцевую поверхность, наша команда обладает достаточным опытом для этого.
Структурное армирование: Обеспечьте прочность и долговечность 3D-печатных компонентов, необходимых для применения в реальных условиях.

Улучшение цвета и текстуры: Оживите свои отпечатки яркими цветами и сложными текстурами. От однородных оттенков до градиентных эффектов - ваши модели будут выглядеть как никогда реалистично.

Сборка и интеграция: Если ваш проект включает в себя несколько печатных компонентов, доверьтесь нашим услугам по точной сборке, чтобы получить целостный конечный продукт.

Контроль и проверка качества: Каждая обработанная модель подвергается тщательному контролю с использованием новейших инструментов для обеспечения последовательности, точности и качества.

Основные этапы:

Удаление опор
Часто изделия спроектированы и не имеют оптимизации для безопорной 3D-печати, скорее всего печатать производится с опорными конструкциями. Обычно они легко отщелкиваются, но даже хорошо спроектированные опоры оставляют после себя дефекты в местах их крепления. Чтобы сгладить эти участки, рекомендуется выполнить постобработку.
С помощью двойной экструзии можно печатать растворимые опорные конструкции, которые распадаются в воде и не оставляют следов на детали. Они особенно полезны, когда в постобработке нет необходимости.
Иногда требования изделия или образца требуют дальнейшей обработки для дальнейшего использования, тогда подойдут методы обработки деталей любым из описанных ниже способов.

1. Субтрактивные методы постобработки:

Вероятно, наиболее распространенной категорией послепечатной обработки является субтрактивная обработка, которая заключается в удалении части материала детали. Обычно это происходит путем шлифовки или полировки детали, но существует и множество других методов, включая галтовку, фрезерование, абразивную обработку и химическое абразивное погружение.

Шлифовка и полировка

Как при шлифовании, так и при полировании слои поверхности удаляются путем натирания абразивным материалом. При шлифовании используется более крупнозернистая наждачная бумага и шлифовальные инструменты, а при полировании - более мелкая наждачная бумага, стальная вата, полировальная паста или ткань.
Шлифовка позволяет удалить крупные дефекты, такие как остатки опор или неровности печати, и уменьшить видимость печатных слоев. В результате шлифовки на поверхности остается зернистая, хотя и более однородная текстура, а очень грубая наждачная бумага оставляет царапины. Полировка детали после шлифовки позволяет получить еще более гладкую поверхность.
Простота и доступность делают шлифование и полирование наиболее распространенными методами последующей обработки, однако оба эти способа требуют трудозатрат, которые при обработке крупных деталей и партий отнимают много времени. Эти методы могут не подойти для деталей с труднодоступными полостями.

Галтовка (Постпечатная обработка)

Галтовочная машина состоит из вибрирующего чана, содержащего смазочную жидкость и абразивные материалы - специализированные камни, которые в процессе галтовки изнашивают предметы в зависимости от их размера, формы и твердости. 3D-печатная деталь просто помещается в чан с абразивной средой на определенное время. Для подбора абразивной среды и времени обработки требуется определенный опыт, но при правильном подходе этот метод очень эффективен для получения однородных поверхностей.
Галтовка - это в значительной степени автоматизированный субтрактивный метод, позволяющий одновременно обрабатывать несколько деталей, что удобно для выравнивания партий деталей. Чаны для галтовки имеют различные размеры, что позволяет обрабатывать и более крупные детали. Поскольку абразивный материал постоянно находится в контакте с деталью, для обработки больших деталей не требуется больше времени, а нужны только большие станки с соответствующим количеством абразивного материала. Однако детали сложной формы могут потерять детализацию, а острые кромки могут быть слегка закруглены в результате галтовки.

Абразивоструйная обработка (пескоструйная обработка)

Абразивная обработка, также известная как пескоструйная обработка, представляет собой субтрактивный метод постобработки, при котором абразивный материал наносится на 3D-печатные детали под высоким давлением. Для больших деталей это можно делать в открытой среде, но мелкие детали обычно обрабатываются в защитной камере, которая собирает и повторно использует абразивный материал. Как и в других субтрактивных методах, основанных на зернистости, существует целый ряд зернистостей, и выбор зернистости должен осуществляться в зависимости от геометрии детали и желаемого качества обработки. В качестве абразивного материала часто используется песок, но для получения различных результатов можно применять и другие мелкие крупные предметы, например, пластиковые шарики.
Поскольку размер абразивного материала меньше, чем при галтовке, абразивная обработка менее эффективна при обработке очень грубых деталей или при большой высоте слоя. Этим методом обрабатываются только поверхности, достижимые потоком абразивного материала, поэтому сложные геометрические формы и полости могут оказаться невыполнимыми. Кроме того, абразивный инструмент может одновременно обрабатывать только ограниченные участки, поэтому данный метод может быть более медленным и сложным для одновременной обработки нескольких деталей.
Обработка с ЧПУ (фрезерование)
Фрезерная обработка с ЧПУ, также называемая CNC machining, является обратной 3D-печати - для вырезания геометрических фигур используется программируемая компьютером дрель, движущаяся (а иногда и вращающаяся) по трем осям. Как и в 3D-принтерах, в технологии используется "G-код" для программирования движения инструмента, в данном случае фрезерного сверла, а не экструдера нити.
Хотя обработка с ЧПУ считается высокоточной в пределах от 0,005 до 0,00005 дюйма, она не позволяет создавать определенные геометрические формы и приводит к отходам материала, который зачастую стоит дорого. И наоборот, широкоформатная 3D-печать не может достичь такой же точности, но позволяет получить гораздо более сложные геометрические формы и расходует очень мало материала.
Фрезерование всей поверхности 3D-отпечатка обычно неэффективно с точки зрения затрат времени и средств, а калибровка фрезерного инструмента в соответствии с положением отпечатка может быть затруднена. Однако, несмотря на кажущуюся противоположность этих двух методов производства, в некоторых ситуациях их можно использовать вместе. Если часть 3D-печатной детали должна быть очень гладкой или точной, то именно этот участок может быть подвергнут фрезерованию. Кроме того, производители могут сэкономить материал, напечатав деталь в 3D-формате с грубой отделкой, а затем отфрезеровал ее до совершенства.
Химическое погружение
Химическое окунание, также называемое вспомогательным окунанием, представляет собой процесс погружения деталей в химическую ванну, разъедающую их поверхность. В процессе используются едкие вещества, такие как щелочь, гидроксид натрия или дихлорметан, и проводить его должны только специалисты на оборудовании, оснащенном необходимыми средствами защиты. Выбор химического реагента полностью зависит от материала 3D-печати, поскольку он должен быть абразивным по отношению к материалу печати.
Требуется определенный опыт для определения продолжительности погружения деталей в воду: слишком короткое время - и деталь не будет достаточно гладкой, слишком длительное время - и деталь может быть полностью испорчена. Необходимо следить за тем, чтобы внутри 3D-печати не образовывались пузырьки воздуха, так как они будут препятствовать химической обработке поверхности. Обычно погруженную деталь осторожно перемещают, чтобы перемешать химическую ванну и выпустить пузырьки воздуха.
Этот процесс идеально подходит для сложных геометрических форм, поскольку химическая ванна обрабатывает все поверхности погруженных деталей одновременно. Однако размер емкости для погружения химикатов определяет ограниченные размеры обрабатываемых отпечатков.

2. Методы аддитивной постобработки:

Аддитивная постобработка позволяет наносить дополнительные материалы непосредственно на напечатанные детали и является весьма эффективной для выравнивания деталей, придания им прочности и других механических свойств. Существует широкий спектр методов - от заполнения до грунтовки, нанесения покрытий, металлизации и т.д.

Заполнение

Заполнение - это обработка поверхности, при которой используется густой клейкий состав, обычно паста, для заполнения выемок, например крошечных зазоров между слоями 3D-печати. Он обычно используется в качестве первого этапа перед шлифовкой или нанесением дополнительных слоев добавок. Существует широкий спектр наполнителей - от паст до спреев - для различных материалов, от легкой шпаклевки до смол 2К.
Пастообразные шпатлевки, такие как шпатлевки для дерева или бытовые шпаклевки, обычно являются наиболее доступным вариантом. Они просто наносятся на поверхность детали и легко сглаживаются легкой шлифовкой. Распыляемые шпатлевки просты в нанесении, но обеспечивают лишь тонкое покрытие поверхности, что приводит к образованию более грубого слоя. Более прочными, но и более совершенными вариантами являются смоляные шпатлевки, которые должны отверждаться одним из двух способов: смешиванием с отвердителем или облучением ультрафиолетом. Выпускаются смолы с различной вязкостью, скоростью отверждения, а также с такими дополнительными характеристиками, как УФ-излучение и высокая температура теплоотвода. Для некоторых УФ-отверждаемых наполнителей достаточно оставить детали на солнце, но для других требуется специализированная УФ-камера.
При работе с любыми смолами необходимо закрывать кожу, надевать перчатки и следить за тем, чтобы рабочее пространство хорошо проветривалось. Перед нанесением наполнителя или покрытия на деталь необходимо ознакомиться с требованиями к нему, поскольку это может существенно изменить время или оборудование, необходимое для последующей обработки.

Грунтование

Грунтовки подготавливают 3D-отпечатанные детали к нанесению последующих слоев, предварительно обрабатывая поверхность для лучшей адгезии. Они гораздо менее вязкие, чем наполнители, и могут сгладить только очень мелкие дефекты поверхности, поэтому их основная функция - подготовка адгезионной поверхности. Грунтовки выпускаются в виде спрея или кисти, но при распылении грунтовки получается более равномерное покрытие.
Для наиболее эффективного грунтования детали дефекты и слоистые выемки должны быть предварительно уменьшены другими методами последующей обработки, например, шлифованием или шпатлеванием. Убедитесь, что грунтовка предназначена для адгезии к пластмассе и подходит для дополнительных материалов, которые вы собираетесь наносить в дальнейшем. Оставьте грунтовку для схватывания на 24 часа или в соответствии с другими указаниями.

Нанесение покрытия кистью

Жидкие покрытия могут быть самыми разными по материалу, например краска, лак, смола или даже пластик. Хотя существует несколько методов нанесения, покрытие кистью является наиболее простым способом сглаживания уникальных или небольших партий 3D-печатных деталей. Хотя гладкость поверхности может быть неравномерной из-за мазков кисти, выбор материала с надлежащей вязкостью позволяет избежать этих неровностей поверхности.
Для получения прочной и гладкой поверхности используйте смолу 2К, которая представляет собой двухкомпонентную смесь смолы и отвердителя. При соединении этих компонентов происходит экзотермическая химическая реакция, в результате которой смола отверждается в течение определенного времени. Существует огромный ассортимент смол для различных областей применения: ламинирующие смолы для тонких поверхностей, литьевые смолы для больших объемов, быстро- и медленноотверждаемые смолы, а также смолы с добавками (например, алюминиевыми) для дополнительного улучшения характеристик, таких как термо-, УФ- или химическая стойкость. Для получения наиболее гладкой поверхности при нанесении покрытия кистью следует использовать смолу с соответствующей "самовыравнивающейся" вязкостью, которая позволяет выравнивать мазки кистью без стекания материала с детали. Существуют смолы, специально разработанные для 3D-печати, которые позволяют получить очень гладкую поверхность после нанесения одного слоя.
При нанесении кистью других материалов, таких как краска или лак, избежать мазков может быть сложнее, но многие покрытия можно отшлифовать после высыхания для получения более гладкой поверхности. Также можно нанести дополнительное покрытие из другого материала, например, смолы 2К, для достижения более гладкого конечного результата.

Напыление покрытия

Широко распространенная и масштабируемая технология постпечатной обработки - нанесение покрытий распылением - предлагает ряд эффективных методов, начиная от проектов "сделай сам" и заканчивая роботизированной автоматизацией в промышленных масштабах. Распыляемые покрытия доступны в огромном разнообразии материалов, таких как краски, лаки, смолы, пластмассы, резины и т.д.
Простой подход для проектов "сделай сам" заключается в распылении выбранного материала в вентилируемом/наружном помещении. Поскольку этот метод обычно приводит к минимальному выравниванию поверхности, рекомендуется сначала отшлифовать деталь и нанести несколько слоев лака. Нанесение грунтовки может способствовать сцеплению лакокрасочного покрытия с деталью. Спрей-краска может использоваться для придания эстетического вида, а спрей-лак - для защиты поверхности от сколов, износа и УФ-излучения.
При больших объемах промышленного нанесения покрытий роботизированная рука, оснащенная распылительной головкой, может наносить на 3D-печатную деталь широкий спектр покрытий. Как правило, нанесение происходит в распылительной камере с соответствующим воздушным фильтром. Этот метод позволяет использовать более широкий спектр материалов, включая 2К-покрытия, грунтовки, краски и т.д., и обеспечивает более высокую точность и равномерность нанесения. Роботизированный манипулятор ускоряет время обработки и делает возможной крупносерийную постобработку на промышленном уровне.
Напыление наиболее подходит для отделки крупных деталей, а не для других методов нанесения аддитивов, таких как окунание, фольгирование или порошковая окраска. Все эти методы требуют установки или чана, в который может поместиться вся деталь, в то время как нанесение покрытия распылением ограничено только размерами помещения, в котором оно выполняется.

Фольгирование

При фольгировании, или виниловом обертывании, на объект наносится клейкая фольга из легких металлов или пластика, которую часто предварительно грунтуют. Виниловая пленка, обычно используемая для обтяжки автомобилей, может быть нанесена и на 3D-печатные объекты с использованием соответствующего материала. В зависимости от материала фольга может повышать тепло- и стрессоустойчивость, но чаще всего она применяется для эстетического улучшения, например, для сглаживания и повышения качества поверхности.
Сложность этой техники постобработки зависит от размера и сложности детали. Простые геометрические формы, такие как плавно изогнутая боковая панель автомобиля, относительно легко покрыть фольгой, но сложные формы сложнее, а некоторые и вовсе невозможно покрыть фольгой.
Фольгирование особенно удобно для нанесения детальных рисунков на 3D-отпечатанные детали. Клеевая фольга выпускается в широком ассортименте цветов и рисунков, а также по индивидуальным заказам. Фольгу можно наносить вручную, растягивая материал по объектам, чтобы не оставалось никаких изъянов, например воздушных пузырьков. Для облегчения процесса нанесения и предотвращения появления дефектов часто используются тепловые пистолеты. Вакуумное фольгирование позволяет автоматизировать процесс для получения более быстрых и точных результатов, обеспечивая максимально возможное обволакивание материала вокруг детали.
Фольгирование обычно не подходит для сложных деталей, поскольку фольгу будет крайне сложно нанести равномерно и внутри полостей.
Сложность работы с виниловой пленкой зависит от размера и сложности детали. Гладкая поверхность, например боковая обшивка автомобиля, должна быть достаточно простой для оклейки, но сложные формы будут значительно сложнее.

Нанесение покрытий методом погружения

При нанесении покрытия методом окунания деталь погружается в емкость с материалом, таким как краска, смола, резина и т.д., и вынимается через определенное время, в результате чего на поверхности образуется равномерное покрытие. Для получения более толстого покрытия и гладкой поверхности деталь может быть подвергнута многократной обработке. Окунание может использоваться как для эстетической отделки, так и для улучшения функциональных характеристик, например, повышения прочности и устойчивости к нагреву, химическим веществам, атмосферным воздействиям и т.д.
Типичный процесс погружения состоит из пяти этапов:
Погружение: 3D-печатная деталь погружается в ванну с материалом с постоянной скоростью.
Запуск: Деталь остается погруженной в материал в течение определенного времени, необходимого для сцепления покрытия.
Осаждение: Деталь извлекается с постоянной скоростью по мере нанесения тонкого слоя материала.
Слив: Излишки материала стекают с поверхности детали обратно в ванну.
Испарение: По мере схватывания покрытия растворитель испаряется из материала, оставляя твердую пленку.
Гидропогружение, также известное как водная трансферная печать, - это уникальный метод нанесения детального рисунка на 3D-отпечаток. Деталь погружается в чан с чистой водой, на поверхности которой плавает слой материала, обычно водорастворимой печатной пленки или краски на масляной основе. Когда деталь проходит через плавающий слой, пленка или краска прилипает к поверхности детали. Поверхностное натяжение воды обеспечивает изгиб пленки вокруг любой формы. Наилучшие результаты достигаются при обработке деталей с плавно изгибающейся геометрией.

Нанесение покрытия методом окунания подходит для сложных геометрических форм и требует определенного опыта работы с используемым материалом. Размер ванны определяет размер обрабатываемых деталей. Большие отпечатки могут оказаться нецелесообразными, хотя для небольших деталей возможна пакетная обработка.

Покрытие металлов

Металлическое покрытие - это химический процесс, при котором на 3D-печатную деталь наносится слой металла. Это высокоэффективный метод создания 3D-печатных объектов с высокой устойчивостью к нагреву, ударам, атмосферным воздействиям и химическим веществам, а также для создания токопроводящих деталей.

Первым этапом нанесения металлического покрытия на пластиковые детали является "электролитическое покрытие", которое металлизирует поверхность отпечатка, грунтуя ее для нанесения металлического покрытия. Этот процесс варьируется от специальных металлических красок, которые просто наносятся на деталь кистью или распылением, до промышленных процессов, включающих многочисленные этапы очистки, травления, нейтрализации, активации и т.д. Как правило, первым слоем является медь или никель, хотя возможны также слои серебра и золота.

На втором этапе металлизации металлизированный 3D-отпечаток погружается в ванну на определенное время для нанесения широкого спектра металлов, таких как олово, платина, палладий, родий и даже хром. При гальваническом покрытии деталь помещается в гальваническую ванну, в которой осаждается тонкий слой металла толщиной от 1 до 50 мкм. Ионы анода и катода проходят через жидкость и прилипают к деталям микроскопически тонкими слоями. Дополнительные процессы металлизации позволяют увеличить толщину металлической поверхности или нанести другой металлический материал.

При использовании металлокислотного раствора детали погружаются в жидкий раствор на определенное время, зависящее от требуемой толщины покрытия. В результате химической реакции ионы металла притягиваются и приклеиваются к поверхности детали. После извлечения из ванны на деталь наносится защитное покрытие, предотвращающее окисление, коррозию или потускнение. Для усиления адгезии металлического слоя и предотвращения хрупкости может применяться термическая обработка.

Металлопокрытие обычно хорошо подходит для сложных деталей и позволяет получить различные качества поверхности, гладкость и механические улучшения. Однако этот процесс требует большого количества этапов и специальных знаний.

Порошковая окраска

При порошковом покрытии, известном также как ротационное спекание, деталь нагревается и вращается в облаке порошкообразного пластика. При соприкосновении порошкового состава с нагретой деталью он расплавляется на поверхности, образуя тонкое покрытие. За счет поверхностного натяжения при вращении налипший порошок образует однородный непористый слой толщиной около 400 микрон. Поверхность, как правило, не является глянцево-гладкой, а имеет тонкую матовую текстуру, обусловленную размером частиц пластикового облака, обычно 2-50 мкм.
Порошковая окраска - распространенный метод защиты крупных металлических деталей, однако его трудно реализовать при 3D-печати. При традиционном порошковом покрытии металлические детали подвергаются воздействию температур до 200 °C, однако более низкая термостойкость большинства 3D-печатных пластиков существенно ограничивает применение метода последующей обработки. По возможности порошковая окраска высокоэффективна для серийного производства с однородными поверхностями, хотя полости могут быть труднодоступны для последующей обработки.

3. Методы постобработки с изменением свойств:

Не удаляя и не добавляя материал, постобработка с изменением свойств перераспределяет молекулы 3D-отпечатка. Более гладкие и прочные детали достигаются с помощью термической и химической обработки.

Локальная плавка

Локальное плавление - это простой способ уменьшить видимость царапин на поверхности, образовавшихся в результате повреждения, удаления опор или абразивной обработки, например шлифовки. Шероховатые поверхности особенно заметны на 3D-отпечатках темных цветов, которые кажутся беловатыми. С помощью тепловой пушки, настроенной на сильный нагрев, быстро пропустите горячий воздух над требующим обработки участком, держа тепловую пушку на расстоянии 10-20 см от детали. Через несколько секунд поверхность расплавится и станет похожей на исходную поверхность печати. С помощью тепловой пушки можно также удалять нити с ходов во время печати. При использовании того же метода, что описан выше, струны расплавятся и уменьшатся в размерах. Если струны большие, то небольшие остатки могут прилипнуть к детали, но часто их легко удалить щеткой или обрезками.
Этот метод не подходит для глубоких царапин, так как он эффективен только для устранения легкой шероховатости поверхности. Кроме того, он может легко деформировать деталь, поэтому следует ограничить время нагрева участка. Наилучшие результаты достигаются при прохождении горячего воздуха по поверхности в течение нескольких секунд. Локальное плавление не рекомендуется для общего выравнивания поверхности, но для простого и эффективного выравнивания небольших

Отжиг

Отжиг - это процесс нагревания отпечатка для реорганизации его молекулярной структуры, в результате чего получаются более прочные детали, менее склонные к деформации.
Необработанные 3D-отпечатки имеют аморфную молекулярную структуру, то есть молекулы неорганизованны и слабы. Будучи плохим проводником тепла, экструдированный пластик быстро и неравномерно остывает в процессе печати, вызывая внутренние напряжения, особенно между слоями печати. Эти точки напряжения наиболее подвержены разрушению.
Для упрочнения детали на молекулярном уровне ее нагревают до температуры стеклования, но ниже температуры плавления. Достижение температуры стеклования позволяет молекулам перераспределиться в полукристаллическую структуру, не расплавляя деталь до деформации. Температуры стеклования и плавления у разных материалов различны, и для нагрева деталей до нужной температуры в течение необходимого времени требуется определенный опыт. В процессе отжига 3D-отпечатки будут уменьшаться в размерах, что можно исправить путем соответствующего увеличения исходных размеров печати.

Разглаживание паром

Паровое выглаживание - это химический процесс выглаживания 3D-отпечатков, при котором детали подвергаются воздействию парообразных растворителей в закрытой камере. Как и при химическом окунании, необходимо использовать правильный растворитель, соответствующий материалу 3D-печати. Облако растворителя растворяет поверхность отпечатка, а его поверхностное натяжение перераспределяет растворенный материал, что позволяет получить более гладкую поверхность. В отличие от химического окунания, материал с детали фактически не удаляется.
Растворители могут быть либо нагреты до газообразного состояния, либо испарены ультразвуковым туманом. 3D-печать подвергается воздействию испарившихся растворителей в течение определенного времени: слишком короткое время - и деталь не будет достаточно гладкой, слишком долгое - деталь может деформироваться и стать хрупкой. Большинство подходящих растворителей являются едкими и горючими, поэтому они требуют особой осторожности, соответствующей химической изоляции и утилизации, и работать с ними должны только квалифицированные специалисты.
В продаже имеется множество паровых разглаживающих машин для использования различных растворителей, подходящих для различных печатных материалов. Эти машины позволяют автоматизировать процесс и делают его гораздо более безопасным, однако большинство из них могут обрабатывать только небольшие детали из-за ограниченных размеров камеры.

Что мы предлагаем:

✓ Индивидуальные решения: Наши технологии постобработки не являются универсальными. Мы изучаем ваши специфические требования и адаптируем наши услуги таким образом, чтобы они полностью соответствовали вашим целям.

✓ Быстрое выполнение заказа: Мы понимаем, как важно время в современном быстро меняющемся мире. Наша команда стремится обеспечить быстрое получение улучшенных 3D-отпечатков без ущерба для качества.

✓ Экономически эффективные пакеты: Получите максимальную отдачу от своих инвестиций. Благодаря многоуровневым пакетам, отвечающим различным потребностям, вы можете выбрать решение, соответствующее вашему бюджету.

✓ Постоянная поддержка: С момента вашего обращения к нам до окончательной поставки и даже после нее наша команда всегда готова помочь вам советом, консультацией и поддержкой.

✓ Устойчивая практика: Заботясь об окружающей среде, мы обеспечиваем экологичность наших методов постобработки, минимизируя количество отходов и способствуя устойчивому развитию.

Превратите ваши 3D-отпечатки из обычных в необычные с помощью наших непревзойденных услуг по постобработке. Свяжитесь с нами сегодня, и давайте выведем ваши проекты на новый уровень!