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3D 打印零件十六种后处理指南(上)

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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。

3D打印BIigRep 大口径三维打印 3D大尺寸批量打印
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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。

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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。

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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

  • 困难  
  • 光滑度  

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。

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翻滚

  • 困难  
  • 光滑度  

翻滚机由一个装有润滑液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。

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喷砂(喷砂)

  • 困难  
  • 光滑度  

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。

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数控加工(铣削)

  • 困难  
  • 光滑度  

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 0.005” 到 0.00005”高度精确,但它不能生产某些几何形状浪费材料,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。

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化学浸渍

  • 困难  
  • 光滑度  

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

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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

  • 困难  
  • 光滑度  

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。

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退火

  • 困难  
  • 光滑度  

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。

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蒸汽平滑

  • 困难  
  • 光滑度  

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。

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马路科技成立于1996年,从逆向工程与快速原型应用整合,今日为华人市场上最专业的3D列印与3D扫描专家于各种产业。

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