3D打印零件十六种后处理指南上马路

在本指南中概述16种后处理技术,通过更光滑的表面、改进的机械性能、增强的美感等,从您的3D打印中获得更多收益。

加工后处理

所有3D打印件都是逐层制作的,这会导致凹口的表面纹理在打印分辨率较低的情况下更加明显。如果您的零件需要支撑结构,则其接触点可能存在其他缺陷。本指南涵盖零件精加工的第一步、支撑去除以及后处理的三类:减材、增材和材料改变。

去除支撑

除非您的打印针对无支撑3D打印进行了优化,否则您可能会使用支撑结构进行打印。这些通常很容易折断,但即使是设计良好的支撑也会在它们曾经连接的地方留下缺陷。为了平滑这些区域,建议通过下面列出的任意数量的方法对整个零件进行后处理。

通过双重挤压,您可以打印在水中分解且不会留下痕迹的可溶性支撑结构。当不需要后期处理时,它们特别有用。

减法

最常见的后处理类别,减法后处理是从零件表面去除材料以使其更均匀和更光滑的行为。

添加剂

增材后处理将附加材料直接放在打印部件上。添加剂技术对于平滑零件同时增加强度和其他机械性能非常有效。

物业变更

既不去除也不添加材料,改变属性的后处理重新分配3D打印的分子。通过热处理和化学处理可以获得更光滑和更坚固的零件。

减法后处理方法

可能是最常见的后处理类别,减法后处理是去除部分材料的行为。通常这是对零件进行打磨或抛光的形式,但还有多种其他方法,包括翻滚、铣削、喷砂和化学磨料浸渍。

打磨和抛光

打磨和抛光技术都通过用研磨材料摩擦去除表面层。打磨需要较粗的砂纸和打磨工具,而抛光可以使用较细的砂纸、钢丝绒、抛光膏或布。

打磨可去除较大的瑕疵,例如支撑残留物或打印不规则性,并降低打印层的可见性。打磨过程会留下砂砾,虽然表面纹理更均匀,而且非常粗糙的砂纸会留下表面划痕。打磨后抛光零件会产生更光滑的表面。

简单性和经济性使打磨和抛光成为最常见的后处理方法,但对于较大的零件和批量来说,两者都需要耗费大量时间的劳动力。这些方法可能不适用于难以触及型腔的零件。

翻滚

翻滚机由一个装有润滑液和研磨介质的振动桶组成,它们是一种特殊的石头,当它们一起翻滚时,它们会根据物体的大小、形状和硬度磨损。只需将3D打印部件放入滚动研磨介质的大桶中特定时间长度。需要一些专业知识才能将零件与正确的研磨介质和加工时间配对,但如果做得正确,它对于产生均匀的光洁度非常有效。

翻滚在很大程度上是自动化的减法方法,可以同时对多个零件进行后处理,这对于平滑批量零件很有用。滚筒桶有多种尺寸,因此也可以加工较大的零件。由于研磨介质不断地与零件接触,因此较大的工件不需要更长的加工时间,而只需要具有足够数量的研磨介质的较大机器即可。然而,复杂的形状可能会丢失细节,锐利的边缘可能会因翻滚而变得略微圆润。

喷砂(喷砂)

喷砂,也称为喷砂,是一种减材后处理方法,其中磨料在高压下喷砂到3D打印部件上。对于大型零件,这可以在开放环境中完成,但较小的零件通常在收集和重复使用磨料的密闭室中进行处理。与其他基于砂砾的减法方法一样,有一系列可用的砂砾,并且必须根据零件几何形状和所需的光洁度选择砂砾。沙子是一种常用的研磨材料,但也可以使用其他小的粗糙物体,例如塑料珠,以获得不同的效果。

由于磨料比滚磨材料小,因此喷砂在非常粗糙的零件或高层高度上效果较差。这种方法只处理喷砂材料流可到达的表面,因此复杂的几何形状和空腔可能不可行。此外,爆破工具只能在给定时间处理有限的区域,因此这种方法可能更慢并且难以同时处理多个零件。

数控加工(铣削)

CNC铣削,也称为CNC加工,是3D打印的逆向–它使用计算机可编程钻头在三个轴上移动(有时旋转)来雕刻几何形状。与3D打印机一样,该技术使用“G代码”来编程工具运动,在这种情况下是铣刀而不是细丝挤出机。

虽然CNC加工被认为从0.”到0.00”高度精确,但它不能生产某些几何形状并浪费材料,这通常很昂贵。相反,大幅面3D打印无法达到相同的精度,但可以实现更复杂的几何形状,并且浪费很少的材料。

铣削3D打印件的整个表面通常不会节省时间或成本,并且可能难以将铣削工具校准到打印位置。但是,虽然这两种生产方法看似不一致,但在某些情况下它们可以一起使用。如果3D打印零件的一部分必须非常光滑或精确,则可以铣削该特定区域。或者,制造商可以通过3D打印粗加工零件来节省材料,然后再将其铣削至完美。

化学浸渍

化学浸渍,也称为辅助浸渍,是将零件浸入腐蚀表面的化学浴中的过程。该过程涉及腐蚀性材料,例如碱液、氢氧化钠或二氯甲烷,并且只能由具有必要安全特性的设施中的专家完成。适当的化学物质选择完全取决于3D打印的材料,因为化学物质必须对打印材料具有磨蚀性。

需要一些专业知识来确定零件应该浸入水中多长时间:太短,零件不够光滑,太长,可能会完全损坏。应注意避免气泡被困在3D打印件内,因为它们会阻止对表面进行化学处理。通常,将浸没的部分轻轻移动以搅动化学浴并释放任何气泡。

该工艺是复杂几何形状的理想选择,因为化学浴可以同时处理浸没零件的所有表面。然而,化学浸渍容器的尺寸决定了可处理印刷品的有限零件尺寸。

属性更改后处理方法

既不去除也不添加材料,改变属性的后处理重新分配3D打印的分子。通过热处理和化学处理可以获得更光滑和更坚固的零件。

局部熔化

局部熔化是一种简单的方法,可以减少因损坏、去除支撑物或打磨后处理(如打磨)而造成的表面划痕。粗糙的表面在深色3D打印件上尤为明显,看起来是白色的。使用设置为高温的热风枪,将热风快速吹过需要处理的区域,使热风枪与零件保持10-20厘米的距离。在几秒钟内,表面将融化,类似于原始打印表面质量。热风枪还可以在打印过程中从移动中移除字符串。使用与上述相同的方法将熔化和收缩琴弦。如果琴弦很大,小的残留物可能会粘在零件上,但通常很容易通过刷掉或剪掉它们来去除。

此方法不适用于较深的划痕,因为它仅对轻微的表面粗糙度有效。它也很容易使零件变形,因此请注意限制加热区域的时间。将热空气吹过表面几秒钟可获得最佳效果。局部熔化不建议用于整体表面平滑,但可以轻松有效地平滑小缺陷和划痕。

退火

退火是加热印刷品以重组其分子结构的过程,从而产生不易翘曲的更坚固的部件。未经处理的3D打印具有无定形分子结构,这意味着分子是无组织的且较弱。作为一种不良的热导体,挤出的塑料在印刷过程中会迅速且不均匀地冷却,从而导致内部应力,尤其是在印刷层之间。这些应力点最容易断裂。

为了在分子水平上强化零件,将其加热到玻璃化转变温度,但低于其熔点。达到玻璃化转变温度允许分子重新分布成半晶体结构,而不会使零件熔化到变形点。玻璃化转变和熔化温度因材料而异,需要一些专业知识才能将零件加热到正确的温度并持续适当的时间。3D打印在退火过程中会收缩,可以通过相应增加原始打印尺寸来纠正。

蒸汽平滑

蒸汽平滑是平滑3D打印的化学过程,其中部件暴露于封闭室中的蒸发溶剂。与化学浸渍类似,必须根据3D打印材料使用正确的溶剂。溶剂云溶解了印刷品的表面,而它的表面张力重新分配了溶解的材料,从而使表面更光滑。与化学浸渍不同,实际上不会从零件中去除任何材料。

溶剂可以加热至气态或通过超声波雾化蒸发。3D打印件暴露在汽化溶剂中一段特定的时间:太短,零件不够光滑,太长,零件可能变形并变脆。最合适的溶剂具有腐蚀性和可燃性,因此需要极其小心、充分的化学控制和处置,并且只能由合格的人员处理。

许多蒸汽平滑机可与适用于不同印刷材料的各种溶剂一起使用。这些机器使过程自动化并且更安全,但由于腔室的尺寸有限,大多数机器只能处理较小的零件。

马路科技(RATC)成立于年,是以三维测量、三维扫描、逆向工程以及三维打印等先进技术为导向的科技公司客户主要来自汽车、航空航天以及消费品等产业,马路科技在大中华地区共有八个服务点,有超过名专家提供在地专业技术支持及服务。




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