Wprowadzenie #
Drukowanie 3D FDM najlepiej nadaje się do opłacalnych prototypów produkowanych z krótkim czasem realizacji. Linie warstw są na ogół obecne na wydrukach FDM, co sprawia, że przetwarzanie końcowe jest ważnym krokiem, jeśli wymagana jest gładka powierzchnia. Niektóre metody obróbki końcowej mogą również zwiększyć wytrzymałość wydruków, pomagając złagodzić anizotropowe zachowanie części FDM.
Jeżeli nie wiecie jeszcze czym charakteryzuje się oraz w jaki sposób w technologii FDM powstają trójwymiarowe modele, to zapraszamy Was do tego hiperłącza LINK.
Usuwanie podpór #
Usunięcie podpory jest zazwyczaj pierwszym etapem przetwarzania końcowego dla wszelkich technologii drukowania 3D, które wymagają wsparcia w celu dokładnego wyprodukowania części. Wsparcie można ogólnie podzielić na 2 kategorie; standardowe i rozpuszczalne. W przeciwieństwie do innych metod obróbki końcowej omówionych w tym artykule usunięcie podpory jest obowiązkowym wymogiem i nie zapewnia ulepszonego wykończenia powierzchni.
Mechaniczne usuwanie nierozpuszczalnych podpór #
Zestaw narzędzi
- Precyzyjne szczypce nosowe
Proces:
Materiał podporowy można usunąć z modelu przy niewielkim wysiłku. Czyszczenie materiału nośnego w trudno dostępnych miejscach (takich jak otwory lub wgłębienia) można usunąć za pomocą tych samych narzędzi, lecz o mniejszych rozmiarach.
Dobrze umieszczone struktury podporowe oraz właściwa orientacja wydruku mogą znacznie zmniejszyć wpływ na estetykę materiału budulcowego.
Plusy:
- Nie zmienia ogólnej geometrii części.
- Bardzo szybko da się wykonać to działanie.
Minusy:
- Nie usuwa linii warstw, prążków ani przebarwień na powierzchni wydruku.
- Jeśli struktury budulcowe mają na swojej powierzchni nadmiar tworzywa przy podporach to dokładność i wygląd wydruku pogorszone, przez to, że podczas mechanicznego usuwania podpór nadmiar materiału budulcowego najczęściej jest usuwany wraz z podporą.
Chemiczne usuwanie rozpuszczalnych podpór #
Zestaw narzędzi
- Pojemnik bezpieczny dla rozpuszczalników
- Rozpuszczalnik
Proces:
Standardowe rozpuszczalne materiały nośnikowe usuwa się z nadruku, umieszczając nadruk w pojemniku z dedykowanym rozpuszczalnikiem do konkretnego materiału do momentu, aż materiał budulcowy się rozpuści.
Podpory są zazwyczaj drukowane z:
- HIPS (zwykle związany z ABS)
- PVA (zwykle związane z PLA)
- HydroFill
Jeżeli chcemy rozpuścić ABS w drukowaniu HIPS / ABS musimy zadbać aby rozpuszczalnik (w tym przypadku aceton) znajdował się w odpowiednim nierozpuszczalnym naczyniu. Do rozpuszczenia PVA w wodzie zadziała każdy pojemnik. Wiele innych materiałów pomocniczych, takich jak PVA (stosowany z PLA) i HydroFill (PLA i ABS), po prostu rozpuszcza się w czystej wodzie.
Plusy:
- Pozwala na skomplikowane geometrie, w których standardowe usunięcie podpory byłoby niemożliwe.
- Powoduje gładką powierzchnię, na której struktura nośna styka się z częścią.
Minusy:
- Nieprawidłowe rozpuszczenie rozpuszczalnego materiału w rozpuszczalnikach może spowodować wybielenie i wypaczenie wydruku.
- Nie usuwa żadnych linii warstw, prążków ani przebarwień na powierzchni wydruku. Może powodować małe dziury, jeśli materiał rozpuszczalny zajął miejsce tworzywa budulcowego podczas drukowania.
Szlifowanie #
Zestaw narzędzi
- Papier ścierny o ziarnistości: 100, 150, 220, 400, 600, 1000 i 2000
- Szczoteczka do zębów
- Mydło
- Maska pyłowa
Proces:
Po usunięciu lub rozpuszczeniu podpór można wykonać szlifowanie w celu wygładzenia części i usunięcia wszelkich widocznych wad, takich jak plamy lub ślady podpór. Początkowa ziarnistość papieru ściernego zależy od wysokości warstwy i jakości druku. W przypadku warstw o wysokości 200 mikronów i niższych lub też wydruków bez większych wad, szlifowanie można rozpocząć od ziarna 150. Jeśli widoczne są wyraźne skazy lub obiekt został wydrukowany na wysokości warstwy wynoszącej 300 mikronów lub więcej, rozpocznij szlifowanie z ziarnem 100.
Szlifowanie powinno przebiegać od ziarna 100 / 150, aż do ziarna 2000. Zaleca się, aby szlifować na mokro od początku do końca, aby zapobiec tarciu i gromadzeniu się ciepła, które mogłyby uszkodzić część i utrzymać papier ścierny w czystości. Wydrukowany model należy czyścić szczoteczką do zębów i wodą z mydłem, a następnie wilgłą ściereczką. Czyszczenie powinniśmy wykonywać pomiędzy zmianami gradacji papieru ściernego. Powinniśmy to robić, aby zapobiec gromadzeniu się kurzu między szczelinami warstw. Części FDM można szlifować, aż do ziarna 5000, aby uzyskać gładkie, lśniące wykończenie.
Porada:
Zawsze szlifuj drobnymi okrężnymi ruchami równomiernie po powierzchni części. Kuszące może być szlifowanie prostopadle do warstw drukowych, a nawet równolegle do warstw drukowanych, lecz pamiętajmy, że może to spowodować tzw. niepożądane „rowy”. Jeśli część ulegnie odbarwieniu lub jeśli podczas szlifowania powstanie wiele małych zadrapań, można użyć opalarki, aby delikatnie ogrzać wydruk i zmiękczyć powierzchnię na tyle, aby zniwelować niektóre powstałe wady.
Plusy:
- Zapewnia wyjątkowo gładkie wykończenie powierzchni.
- Sprawia, że dodatkowe przetwarzanie końcowe (takie jak malowanie, polerowanie, wygładzanie i powlekanie epoksydowe) jest o wiele prostsze.
Minusy:
- Niezalecane do wydruków z dwoma pełnymi i mniej ściankami zewnętrznymi, ponieważ proces szlifowania może uszkodzić wydruk.
- Trudne w przypadku skomplikowanych powierzchni i wydruków z drobnymi detalami.
- Może wpływać na ogólną dokładność wydruku, jeśli szlifowanie zostanie wykonane zbyt agresywnie i zostanie usunięta zbyt duża ilość materiału.
Spawanie na zimno #
Zestaw narzędzi:
- Aceton
- Aplikator (np. strzykawka)
- Klej do tworzyw sztucznych
Proces:
Gdy rozmiar wydruku przekracza maksymalną wielkość drukarki, projekt jest często dzielony na mniejsze części i łączony ze sobą po wydrukowaniu. W przypadku PLA i innych materiałów montaż można wykonać za pomocą odpowiedniego kleju (wybór kleju zależy od tworzywa sztucznego).
W przypadku ABS'u zespoły wieloczęściowe można „zespawać” ze sobą za pomocą acetonu lub kleju do tworzyw sztucznych. Powierzchnie współpracujące muszą być delikatnie szczotkowane acetonem i mocno trzymane razem, lub zaciskane, jeśli jest to możliwe. Musimy wykonywać to aż większość acetonu odparuje. W tym momencie dwie części zostaną ze sobą chemicznie połączone. Możemy również nałożyć warstwę kleju w szczelinę i zacisnąć modele ze sobą aby się skleiły ze sobą.
Porada:
Zwiększenie pola powierzchni styku acetonu z modelami łączonymi zwiększy wytrzymałość połączenia.
Plusy:
- Aceton nie zmieni koloru powierzchni wydruku tak bardzo, jak inne kleje.
- Po wyschnięciu spoina wykaże właściwości ABS'u, dzięki czemu dalsze wykończenie będzie prostsze i bardziej jednolite.
Minusy:
- Połączenie utworzone przez „zgrzewanie” elementów ABS z acetonem nie jest tak mocne jak wydruk jednoczęściowy.
- Nadmierne użycie acetonu może agresywnie rozpuścić część i negatywnie wpłynąć na wynikowe wykończenie i tolerancje.
Polerowanie #
Zestaw narzędzi
- Pasta polerska z tworzywa sztucznego
- Papier ścierny 2000
- Kawałek tkaniny
- Szczoteczka do zębów
- Ściereczka do polerowania lub ścierka z mikrofibry
Proces:
Po przeszlifowaniu nadruku można nałożyć polerkę z tworzywa sztucznego, aby uzyskać standardowe tworzywa termoplastyczne, takie jak ABS i PLA, o lustrzanym wykończeniu powierzchni. Po przeszlifowaniu wydruku do ziarna o ziarnistości 2000, zetrzyj nadmiar kurzu za pomocą przylepnej ściereczki, a następnie wyczyść wydruk w ciepłej kąpieli wodnej za pomocą szczoteczki do zębów. Poczekaj, aż wydruk całkowicie wyschnie, i wypoleruj go za pomocą tarczy polerskiej lub ręcznie za pomocą ściereczki z mikrofibry i plastikowej mieszanki polerskiej, takiej jak Blue Rouge. Blue Rogue to rodzaj pasty jubilerskiej, zaprojektowany specjalnie do tworzyw sztucznych i tworzyw sztucznych i zapewnia długotrwały połysk powierzchni. Inne środki do polerowania tworzyw sztucznych, takie jak reflektory samochodowe, również działają, ale niektóre mogą zawierać substancje chemiczne, które mogą uszkodzić materiał do drukowania.
Porada:
Przymocuj tarczę polerską do narzędzia Dremel o zmiennej prędkości (lub innego narzędzia obrotowego, takiego jak wiertarka elektryczna), aby polerować małe wydruki. Szlifierka stołowa wyposażona w tarczę polerską może być używana do większych, bardziej wytrzymałych wydruków, ale upewnij się, że wydruk nie pozostanie zbyt długo w jednym miejscu. Może to spowodować stopienie plastiku z powodu tarcia.
Plusy
- Poleruje wydruk bez użycia rozpuszczalników, które mogą wypaczyć wydruk i zmienić tolerancje.
- Zapewnia lustrzane wykończenie, jeśli jest odpowiednio oszlifowane i wypolerowane, co naśladuje tworzywa sztuczne formowane wtryskowo.Polerowanie i czyszczenie tworzyw sztucznych jest bardzo ekonomiczne, dzięki czemu ta metoda jest bardzo opłacalna pod względem jakości wykończenia.
Minusy:
- Nadruk należy dokładnie przeszlifować przed polerowaniem, jeśli pożądane jest lustrzane wykończenie, które może mieć wpływ na tolerancje.
- Podkład / farba mogą nie przylegać do powierzchni po polerowaniu.
Gruntowanie i malowanie #
Zestaw narzędzi
- Kawałek tkaniny
- Szczoteczka do zębów
- Papier ścierny o ziarnistości 150, 220, 400 i 600
- Aerozolowy podkład z tworzywa sztucznego
- Farba nawierzchniowa
- Polerowanie laski
- Papier do polerowania
- Taśma maskująca (tylko w przypadku użycia wielu kolorów)
- Rękawice nitrylowe i odpowiednia maska
Proces:
Po prawidłowym szlifowaniu wydruku (do malowania wystarczy zwiększyć ziarnistość do 600), wydruk można zagruntować. Gruntowanie należy wykonać w dwóch warstwach, używając podkładu aerozolowego. Podkład w aerozolu przeznaczony do malowania modeli zapewni równomierne pokrycie i będzie wystarczająco cienki, aby zapewnić, że szczegóły wydruku nie zostaną zasłonięte przed rozpoczęciem malowania. Gruby podkład, taki jak ten, który można kupić w sklepie ze sprzętem, może się zbrylać i wymagać znacznego szlifowania. Spryskaj pierwszą warstwę krótkimi szybkimi pociągnięciami, w odległości około 15-20 cm od części, aby uniknąć gromadzenia się podkładu. Pozostaw podkład do wyschnięcia i przeszlifuj wszelkie niedoskonałości papierem ściernym o ziarnistości 600. Nałożyć ostatnią warstwę podkładu lekkimi, szybkimi pociągnięciami, ponownie bardzo uważając, aby nie dopuścić do zlewania się.
Po zakończeniu gruntowania można rozpocząć malowanie. Malowanie można wykonać za pomocą artystycznych farb akrylowych i pędzli, ale użycie aerografu lub aerozolu zapewni gładsze wykończenie powierzchni. Farba w sprayu ze sklepu ze sprzętem jest lepsza i lepsza do kontrolowania, dlatego należy stosować farby zaprojektowane specjalnie do malowania modeli. Zagruntowaną powierzchnię należy wypolerować i wypolerować (pałeczki do polerowania i polerowania używane w salonach paznokci można kupić online i idealnie nadają się do tego zastosowania), a następnie wyczyścić przy pomocy szmatki. Pomaluj model za pomocą bardzo lekkich powłok; pierwsze kilka warstw będzie wyglądało na półprzezroczyste. Gdy farba utworzy nieprzezroczystą warstwę (zazwyczaj po 2-4 warstwach), pozostaw model przez 30 minut, aby farba mogła się zestalić. Delikatnie wypoleruj warstwę farby za pomocą sztyftów do paznokci,
Części modelu można zamaskować taśmą malarską, aby w razie potrzeby zachować kolor podkładu. Po zakończeniu nakładania wszystkich warstw farby zdejmij maski i wypoleruj farbę papierem do polerowania. Papier do polerowania, taki jak 3M lub Zona, można kupić w różnych ziarnach i jest to stosunkowo nowy produkt. Można go kupić w pakiecie od wielu sprzedawców internetowych i daje lakier, a także powłoki nawierzchniowe, połysk, którego inaczej nie można łatwo osiągnąć. Nałożyć 1-2 warstwy lakieru nawierzchniowego w celu ochrony farby i pozostawić do całkowitego wyschnięcia. Warstwę nawierzchniową należy wybrać zgodnie z zaleceniami producenta użytej farby. Niezgodne warstwy nawierzchniowe i farby mogą zniszczyć lakier, dlatego bardzo ważna jest tutaj kompatybilność.
Porada:
Podczas używania farby w aerozolu nie wstrząsaj puszką! Celem jest zmieszanie pigmentu lub podkładu bez wstrząsania propelentem, co spowoduje powstanie pęcherzyków w sprayu. Zamiast tego obracaj puszkę przez 2-3 minuty; koralik mieszający powinien toczyć się jak marmur zamiast grzechotać.
Plusy:
- Daje profesjonalne wyniki z dbałością o szczegóły i pewną praktykę.
- Pozwala na pełną elastyczność w wyglądzie produktu końcowego, niezależnie od materiału / koloru, w którym obiekt został pierwotnie wydrukowany.
Minusy:
- Farba i podkład zwiększają masę modelu, co zmienia tolerancje i może powodować problemy, jeśli element jest częścią zespołu.
- Nabycie wysokiej jakości farby w aerozolu lub aerografu może zwiększyć koszty.
Wygładzanie parą #
Zestaw narzędzi
- Kawałek tkaniny
- Bezpieczny dla rozpuszczalników zamykany pojemnik
- Rozpuszczalnik
- Ręczniki papierowe
- Folia aluminiowa (lub inny materiał odporny na rozpuszczalniki)
- Maska na twarz i rękawice odporne na chemikalia
Proces:
Ustaw wybrany pojemnik papierowymi ręcznikami wzdłuż dna i, jeśli to możliwe, w górę ścian bocznych. Bardzo ważne jest, aby para nie zagrażała samej komorze, a komorę można szczelnie zamknąć. Zalecane są szklane i metalowe pojemniki. Wlej wystarczającą ilość rozpuszczalnika, aby zwilżyć, ale nie moczyć ręczników papierowych; powinno to również pomóc w przyleganiu ręczników do ścian bocznych pojemnika. Aceton jest dobrze znany ze swoich zdolności do wygładzania ABS. W przypadku PLA wygładzanie jest możliwe przy użyciu różnych rozpuszczalników (THF lub MEK działają przyzwoicie), ale generalnie trudniej jest uzyskać wygładzoną powierzchnię w porównaniu do ABS. Podczas pracy z dowolnym rozpuszczalnikiem należy sprawdzić przepisy bezpieczeństwa dotyczące substancji chemicznej i zawsze stosować odpowiednie środki ostrożności. Mała „tratwa” z folii aluminiowej lub innego odpornego na rozpuszczalniki materiału, należy umieścić na środku pojemnika wyłożonego ręcznikiem papierowym. Umieść nadruk na tratwie (dowolną stroną wybraną jako dno spoczywające na tratwie) i zamknij pokrywę pojemnika. Polerowanie parowe zajmie różną ilość czasu, dlatego należy okresowo sprawdzać wydruk. Ciepło można wykorzystać do zwiększenia prędkości polerowania, ale należy zachować ostrożność, aby zapobiec gromadzeniu się potencjalnie wybuchowej pary.
Podczas wyjmowania odcisku z komory staraj się w ogóle unikać dotykania odcisku, pozostawiając odcisk na tratwie i wyjmując oba z pojemnika. Wszelkie punkty, w których zetknięto się z wydrukiem, będą miały niedoskonałości powierzchni, ponieważ zewnętrzna powłoka zostanie częściowo rozpuszczona. Przed przystąpieniem do drukowania pozwól drukowi całkowicie odciąć gaz z pozostałego rozpuszczalnika.
UWAGA: Wiele aerozoli i / lub rozpylonych rozpuszczalników jest łatwopalnych / wybuchowych, a opary rozpuszczalników mogą być szkodliwe dla zdrowia ludzi. Zachowaj szczególną ostrożność podczas podgrzewania rozpuszczalników i zawsze wygładzaj wydruki / przechowuj rozpuszczalnik w dobrze wentylowanym pomieszczeniu.
Plusy:
- Wygładza wiele małych wyprysków i zmniejsza linie warstw na wydruku bez dodatkowej pracy.
- Tworzy bardzo gładką „powłokę” wokół zewnętrznej strony wydruku.Bardzo szybko i można to zrobić przy użyciu często pozyskiwanych materiałów.
Minusy:
- Nie „leczy” szczelin ani nie maskuje w pełni wysokości warstwy.
- Proces wygładzania „rozpuszcza” zewnętrzną powłokę nadruku, dlatego ma to duży wpływ na tolerancje.
- Negatywnie wpływa na wytrzymałość wydruku ze względu na zmiany właściwości materiału do drukowania.
Zanurzenie #
Zestaw narzędzi
- Pojemnik bezpieczny dla rozpuszczalników
- Rozpuszczalnik
- Hak oczkowy lub mała śruba
- Drut do rzeźbienia lub kształtowania ogrodów o dużej grubości
- Suszarka lub stojak
- Maska na twarz i rękawice odporne na chemikalia
Proces:
Upewnij się, że używany pojemnik jest wystarczająco szeroki i wystarczająco głęboki, aby pomieścić wydruk i rozpuszczalnik. Napełnij pojemnik odpowiednią ilością rozpuszczalnika, uważając, aby zminimalizować rozpryski. Podobnie jak w przypadku wygładzania parą, do zanurzania ABS należy stosować aceton, a do zanurzania PLA można użyć MEK lub THF. PLA jest dość odporny na wygładzanie rozpuszczalnikiem, więc może wymagać kilku prób osiągnięcia pożądanego rezultatu. Przygotuj wydruk do zanurzenia, wkręcając zaczep oczkowy lub małą śrubę w niepozorną powierzchnię wydruku. Przełóż drut przez ucho haka lub wokół śruby, aby nadruk mógł zostać obniżony do wanny za pomocą drutu. Jeśli drut jest zbyt cienki, nie będzie w stanie przeciwdziałać wyporności druku i utrudni prawidłowe zanurzenie.
Po przygotowaniu wydruku, szybko zanurz cały przedmiot w rozpuszczalniku na nie więcej niż kilka sekund za pomocą drutu. Usuń wydruk i zahacz drut o pręt suszący lub stojak, aby umożliwić całkowite odparowanie rozpuszczalnika z powierzchni. Nadruk można delikatnie potrząsnąć po usunięciu, aby ułatwić suszenie i zapewnić brak puli rozpuszczalników we wgłębieniach na powierzchni.
Porada:
Po wyschnięciu nadruk ma nieprzezroczysty biały kolor, można go zawiesić na kąpieli rozpuszczalnikowej przez pewien czas, aby parujące rozpuszczalniki lekko rozpuściły powierzchnię. To przywróci kolor wydruku i zapewni błyszczącą warstwę zewnętrzną.
Plusy
- Wygładza powierzchnię wydruku znacznie szybciej niż polerowanie parowe.
- Wytwarza znacznie mniej pary niż inne metody polerowania rozpuszczalnikiem, co zmniejsza ryzyko bezpieczeństwa.
Minusy:
- Bardzo agresywnie wygładza powierzchnię wydruku, więc tolerancje nie zostaną zachowane.
- Zbyt długi spadek może spowodować całkowite odkształcenie wydruku i znaczną zmianę właściwości materiału.