Чем обработать деталь после 3d печати. Другие методы постобработки. Удаление нерастворимой поддержки

Привет! С вами Top 3D Shop и сегодня у нас необычный обзор, он посвящен не технике, а постобработке 3D-печатных моделей.

Несколько моментов, которые стоит иметь в виду еще до печати изделия.

Слои

Если нужна глянцевая поверхность, нет смысла тратить время на печать с минимальной толщиной слоя - модель все равно надо будет шлифовать и полировать, либо наносить грунт и краску.

Стенки

Обычно она составляет около 2 мм, а на деталях под последующую шлифовку или химическую полировку имеет смысл увеличить толщину стенки до 3-4 мм, так как эти процессы удаляют материал. При недостаточной толщине стенок, в процессе постобработки легко протереть или растворить поверхность до дыр.

Поддержки

Если принтер печатает одним материалом и поддержки печатаются из материала модели, уделите им особое внимание при создании файла для печати.

При правильных настройках и несложной форме изделий поддержки снимаются легко.

Если места соединения поддержек занимают значительную площадь на модели, после их удаления останутся характерные следы, которые требуют дальнейшей обработки.

Совет:

Не жалейте времени на настройку поддержек, вы сэкономите его при постобработке и принт будет выглядеть аккуратнее. Если модель крупная, зачастую стоит разрезать её на части, чтобы уменьшить количество поддержек. Швы после склейки обработать проще, чем следы от множества поддержек по всей площади принта.

Настройки

Химия

Склеивание

Для склеивания частей крупных или сложных моделей можно использовать как бытовые клеи, создающие на поверхности собственную адгезивную пленку, так и растворители.
Второе предпочтительнее, если требуется максимально прочное соединение.

Самые распространенные растворители, используемые для обработки и клейки пластиков, это дихлорметан и ацетон.

Важно:

Работайте с любым клеем, растворителями и лакокрасочными покрытиями в хорошо проветриваемых помещениях, в защитных перчатках и очках. Вдыхание этих веществ и попадание их на кожу или слизистые пользы вашему здоровью не принесет.

Ацетон часто используется для обработки пластика ABS, так как размягчает и растворяет его медленнее, чем дихлорметан, что делает обработку с его помощью более аккуратной. Используется как для склейки, так и для обработки поверхностей, с нанесением кистью или помещением детали в “ацетоновую баню ”.

Дихлорметан предпочтительнее для склеивания, он действует быстрее. При склеивании растворителем, достаточно покрыть им склеиваемые поверхности и с усилием прижать друг к другу.

Образовавшийся шов убирается при дальнейшей обработке, после ошкуривания и грунтования его не будет видно.

Растворение поддержек

Почти идеальным. Минусов тут два: стоимость лимонена и его резкий запах цитрусовых, который кому-то может не понравиться.

Шлифовка и полировка

Шлифовка

Переусердствовав, можно протереть в изделии дыру, если толщина стенок слишком мала. Такой способ обработки больше подходит для ABS чем, например, для PLA, так как PLA начинает размягчаться уже при 60°C. Соответственно, если и шкурить PLA, делать это нужно медленно и аккуратно, чтобы пластик не скатывался под наждачной бумагой.

Процесс довольно грязный, заниматься им лучше в защитных очках и маске, так как в воздухе остается пластиковая взвесь, дышать которой неприятно и вредно.

Для обработки сложных мест можно использовать бормашину с различными насадками.

Полировка

Если механическая обработка проводится после химической, перед ней необходимо подождать, пока растворитель полностью испарится а поверхность затвердеет.

Химическая полировка производится путем выравнивания поверхности растворением верхнего слоя. Растворитель наносится кистью, аэрозольно или путем помещения детали в закрытый бокс наполненный парами растворителя.

Грунтовка

Корректирующая грунтовка более грубая, она призвана исправить изъяны модели, ошибки при печати, сгладить неровности или плохо зашлифованные швы.

Для нее можно использовать обычную латексную шпатлевку и, опять же, грунт. Процесс достаточно прост: замазываем все, что нам не нравится, ждем высыхания, проводим шлифовку и полировку.

Если результат не устраивает, повторяем.

Окрашивание

Проведение этих несложных процедур даст принтам высокое качество поверхности, которое будет радовать вас и ваших клиентов.

Материалы и реактивы для постобработки покупайте в Top 3D Shop - подберем необходимый набор для любого техпроцесса, оперативно оформим и доставим.

Узнать больше о 3D-печати можно на наших мастер-классах : каждый покупатель принтера получает право на бесплатное посещение мастер-класса, для остальных это будет стоить 2000 рублей.
21 сентября мастер-класс бесплатен для всех, в рамках выставки-конференции «Top 3D Expo. Цифровое образование 2018 », само посещение которой также бесплатно, но требует предварительной регистрации на сайте. Количество мест ограничено, успейте записаться.

До новых встреч!

Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?

Процесс 3D-печати отличается сложностью и дороговизной, к тому же готовые трехмерные объекты часто получаются не самой приятной наружности. Как правило, при печати по технологии FDM внешние поверхности готовых изделий оказываются ребристыми. Чтобы этого избежать, требуется качественная финишная обработка. Как она выполняется?

Проекты RepRap

Практически сразу с момента появления этого проекта стали придумываться способы обработки готовых изделий в 3D, чтобы сгладить их поверхности. Основной акцент делался на отличительных особенностях термопластиков: способности плавиться под высокими температурами и размягчаться при контакте с химикатами. Как правило, в ходе термообработки регулировать степень нагревания поверхности просто невозможно, поэтому пластика может вскипеть, просесть или просто выделять токсичные пары.

Более перспективной считается обработка химикатами, правда, и тут есть свои сложности, в первую очередь технологические. Кроме того, разные пластики по-разному вступали в реакции с реагентами, и результат трудно предугадать. Например, ацетон отлично растворяет пластик ABS, а в случае с PLA-пластиком он бессилен. Лимонен действует полностью наоборот. Именно поэтому химическое сглаживание применяется в основном по отношению к ABS-пластику, который более популярен и доступен с точки зрения цены.

Типичным растворителем для этого вида пластика является ацетон . Благодаря хорошей растворяющей способности его можно использовать и как клеевой состав, когда требуется создание моделей из ABS-пластика. Такой же клей целесообразно применять для ремонта расслоений детали или при появлении трещин на ней. Особенность процесс сглаживания в повышении не только эстетичности детали, но и ее прочности: благодаря монолитной внешней оболочке модель становится прочнее и герметичнее.

Обработка вручную

Ручная обработка деталей 3d возможна благодаря инструменту Makeraser . Изначально дизайнеры стремились обработать детали простой кисточкой, но этот процесс требовал определенных умений, поскольку размягченный пластик легко деформировался под воздействием щетинок. Соответственно, на детали могли остаться следы, которые не всегда выравнивались. С другой стороны, можно было нанести ацетон лишь выборочно, благодаря чему не подвергались сглаживанию острые углы. Из-за слишком больших трудностей и был создан инструмент Makeraser, являющийся по сути простым фломастером с резервуаром. Он наполняется посредством ацетона или ацетонового клея, после чего встроенным скребком снимает модели с рабочей поверхности. Это практичный и универсальный инструмент, правда, его рационально использовать, если нужно склеить части модели или нанести ABS-пластик или ацетоновый клей на поверхность рабочего стола.

Погружение в ацетон

Этот метод обработки поверхности деталей считается перспективным. ABS-пластик следует выдержать в этом растворе не больше 10 секунд – этого времени вполне достаточно, чтобы растворился внешний слой изделия. Однако конкретное время на выдержку детали варьируется в зависимости от того, какого качества модель и какова концентрация ацетона. После выдержки модель должна полежать на воздухе, чтобы ацетон испарился. Этот метод обработки поверхности 3D-деталей прост и удобен, но регулировать его нелегко. Если передержать модель, слои просто будут растворяться, а мелкие детали ее потеряются. Если ацетон загрязнится пластиком одного цвета, при обработке другой модели могут возникнуть разводы пятен. А потому более удобным и контролируемым процессом является обработка деталей посредством ацетоновых паров.

С помощью погружения в ацетон можно эффективно обработать детали из популярного ABS-пластика с глянцевой поверхностью. Суть метода в следующем: модель помещается в тару, в которой налито небольшое количество ацетона. Сам трехмерный объект не должен соприкасаться с растворителем, поэтому его нужно поставить на платформу или подвесить над тарой. При этом важную роль играет материал платформы. Например, дерево не подходит, поскольку оно будет склеиваться с нижней поверхностью модели, и потом ее нельзя будет отделить. Лучше всего взять подставку из металла.

После того, как модель размещена, емкость подогревается, повышая тем самым температуру ацетона. Он начнет медленно испаряться. Помните о том, что кипятить ацетон нельзя, поскольку на модели будет скапливаться конденсат, который затем выльется в разводы на поверхности. Идеальной температурой является максимум 56 градусов. Готовая модель должна проветриться, пока не затвердеет внешняя поверхность. При обработке парами нужно учесть толщину стенок трехмерной модели. Оболочка должна иметь оптимальную толщину, чтобы выдержать потерю внешнего слоя, поскольку тонкие черты могут просто раствориться в составе.

Соблюдаем технику безопасности

Ацетон – это не самое опасное вещество, однако надо быть осторожным при работе с ним. Дыхание паров может привести к тому, что в легких образуется отек, который запросто может перерасти в воспаление. Первый признак отравления – неприятные ощущения с головокружением, раздражение слизистых оболочек. В идеале работу с ацетоном нужно вести с перчатках и очках. Ацетон – воспламеняемое вещество, а если его концентрация будет выше 13% в воздушной смеси, может возникнуть и взрыв. Если работы ведутся с парами ацетона, помещение должно хорошо и вовремя проветриваться. Для нагревания химиката нельзя использовать открытый огонь, поскольку по мере вытеснения воздуха из сосуда ацетон будет охлаждаться и вступит в контакт с огнем.

Finishing Touch

Кроме бесплатных вариантов инструментов, на основе которых могут обрабатываться 3D-детали, существуют коммерческие проекты. Один из них создан компанией Stratasys и называется Finishing Touch . Ее отличительная особенность – в возможности обработки любых вариаций ABS-пластика высокого качества. Процесс обработки легкий и простой, поскольку имеется система рециркуляции, а это дает возможность сэкономить на растворителе и не загрязнять воздуха вредными парами. Разработчики устройства обещают, что оно будет совместимо с пластиком ABS и PLA. Но при этом обработка все-таки будет вестись с применением ацетона, несмотря на то, что полилактид (PLA), растворяется в нем плохо.

Механическая и химическая

Кроме химической обработки требуется и механическая обработка готовых трехмерных деталей. Чаще всего деталь подвергается шлифовке, пескоструйной обработке и обработке парами растворителя. Несмотря на то, что различные методы 3D-печати позволяют получать высокоточные модели, без их финишной обработки не обойтись. Связано это с тем, что в некоторых случаях появляются трещины на деталях или расслаиваются слои. Для придания детали эстетичного облика применяется метод ошкуривания, который позволяет убрать видимые дефекты с поверхности моделей.

Этот процесс играет важную роль, например, при создании ювелирных изделий или экспонатов на выставку.

Созданные на 3D-принтере модели могут обрабатываться и наждачной бумагой. Это делается для получения гладкой поверхности, чтобы не были заметны места стыковки слоев. Чтобы их убрать, потребуется незначительная доводка наждачной шкуркой. Пластиковые детали также могут быть обработаны на шлифовальном станке, правда, использование наждачной бумаги и ошкуривания более рационально и удобно, поскольку можно контролировать каждый сантиметр модели. Наждачная бумага идеально подходит для обработки мелких деталей, чтобы убрать с них незначительные дефекты. При применении этих методов следует учитывать, что слои материала при ошкуривании, например, будут уменьшаться. И очень важно сохранить первоначальную форму трехмерного объекта.

Пескоструйная обработка

Этот способ предполагает управление оператором соплом, через которое на деталь распыляется мелкодисперсный материал. Процесс пескоструйной обработки оперативный – всего 10 минут, при этом деталь становится эстетичнее и аккуратнее. Суть метода в том, чтобы поместить готовую деталь в камеру, куда будет направляться поток мелких частиц. Они по мере воздействия будут обеспечивать гладкость поверхности 3D-детали.

При пескоструйной обработке на деталь, помещенную в закрытую камеру, направляется поток мелких пластиковых частиц, в результате чего через 5-10 минут поверхность становится гладкой. Метод хорош тем, что на его основе можно работать с любым материалом, к тому же процесс обработки простой.

Основная цель постобработки отпечатанных на изделий – доведение их до идеального внешнего вида, «как с витрины». Увы, современные технологии 3D печати, доступные большинству пользователей, отличаются заметной послойностью поверхности даже при печати в высоком качестве. Для технических изделий зачастую это не играет роли, чего не скажешь об объектах декоративного назначения. Здесь и вступает в дело постобработка .

Дизайнерские и художественные вещи, а также внешние корпуса приборов нередко нуждаются в качественной постобработке и доведении до идеального внешнего вида. Мы уже писали о вариантах обработки печатных моделей из разного , но в сегодняшней статье хотим коснуться некоторых аспектов более детально. А также показать готовый результат качественной работы над моделями вручную.

Методы и необходимые материалы

Самым главным условием для получения красивых моделей с гладкой поверхностью является на качественном оборудовании, а также применение проверенных расходных материалов. Ненадежная, плохо откалиброванная техника, некачественный пластик могут стать причиной неровностей, расслоений, потеков пластика на модели. Привести такие изделия в порядок может быть либо очень сложно, либо вообще невозможно. В нашем случае 3D печать производилась на 3D принтерах линейки пластиками и .

Красили фигурку мы обычными акриловыми красками, которые продаются в любом художественном магазине. Однако для базового черного слоя использовалась акриловая краска для пластика в аэрозоле. Многие модели после покраски рекомендуется вскрывать лаком, матовым или глянцевым, в зависимости от требуемого результата. Но в нашем случае было решено опустить этот этап для сохранения своего рода шероховатости и «деревянной» структуры модели.

Обработка детали из пластика PETG

PETG – это прочный материал технического назначения. Его обработку мы продемонстрируем на примере одного из заказов, одним из пожеланий к которому было обеспечение гладкой поверхности готовой модели. Стоит отметить, что постобработка 3D печати прочными материалами может быть затруднительной. Для устранения послойности и выравнивания изделия была использована обыкновенная шпаклевка. После ее нанесения образец был ошкурен вручную.

Далее требовалось окрасить деталь с целью получения равномерного цвета. Здесь, как и в предыдущем случае, использовался грунт для пластика, а также черная краска в баллончике. Аэрозольные краски, лаки и грунты – оптимальный вариант для равномерного окрашивания. Рекомендуем обращаться к покраске кистями лишь в случае индивидуальных, сложных художественных задач.

Считается, что с помощью 3D-печати пластиком нельзя получить изделий с гладкими поверхностями. Слоистость, вызванная особенностями построения по технологии FDM , не позволяет использовать их в качестве конечных изделий в случаях, когда эстетика объекта является важной. Однако современные способы пост-обработки пластиковых изделий позволяют придать готовым изделиям, изготовленным на 3D-принтере, нужные качества.

Шлифовка

Процесс шлифования поверхности - один из самых доступных и распространенных вариантов пост-обработки пластиковых изделий. Различные методы шлифовки используются для подготовки прототипов к презентации, проверки собираемости конструкций, обработки готовых изделий.

Шлифование может производится как вручную так и с применением ленточных шлифовальных машин (аналогично, например, деревянным деталям). Это простой, дешевый и эффективный способ придать вашим пластиковым деталям нужные свойства по качеству поверхностей.

Обычно шлифованию хорошо поддаются любые поверхности, кроме очень мелких элементов. Когда речь идет об очень точных изделиях, важно понимать, сколько материала вы удалите в процессе обработки. Снятие слишком большого слоя изменит конструкционные особенности объекта. Поэтому перед началом шлифования рекомендуем произвести контрольные замеры и определиться с используемым инструментом и интенсивностью для максимальной точности.

Дробеструйная обработка

Процесс обработки поверхности потоком пластиковой (или металлической) дроби под воздействием сжатого воздуха. Оператор направляет сопло устройство на различные участки изделия для ликвидации слоистости и придания поверхностям равномерного матового оттенка.

Обработка дробью подходит для большинства FDM-материалов. Использование мелкой пластиковой дроби дает прекрасный результат и не вредит изделиям. Обычно на обработку одной детали уходит не более 5-10 минут. Одним из минусов этого способа пост-обработки является ограничение по размеру изделия. Поскольку процесс происходит в закрытой камере, максимальный размер изделия обычно не должен превышать 30-40 см.

Пескоструйная обработка

Пескоструйная обработка отличается от дробеструйной только используемым для воздействия на объект материалом. Песчинки песка позволяют произвести обработку быстрее. Однако из-за особенностей геометрии частиц они не гарантируют такого «деликатного» подхода к воздействию на поверхность, как в случае с пластиковой дробью.

Обработка парами ацетона

Изделие опускается в закрытый резервуар, на дне которого находится небольшое количество жидкого ацетона. Затем резервуар нагревается, заставляя ацетон испариться. Пары взаимодействуют с поверхностью объекта, растворяя около 2 микрон. Это позволяет сделать поверхность пластиковой детали гладкой и блестящей всего за несколько секунд.

Этот способ пост-обработки обеспечивает быстрое и равномерное сглаживание поверхности (при этом не нарушая геометрии изделия). Его широко применяют при производстве потребительских товаров, медицинских инструментов, различных прототипов. Однако, как и дробеструйная обработка, сглаживание парами имеет ограничение по размеру изделия.

Массовая механизированная пост-обработка пластиковых деталей

Существуют также автоматизированные способы массовой поточной обработки поверхности пластиковых изделий. Например, для этого используется различное промышленное шлифовальное оборудование.

Хотите узнать больше о возможностях пост-обработки пластиковых изделий, изготовленных на 3D-принтерах? Позвоните по телефону +7 495 646-15-33 , и специалисты компании Globatek.3D ответят на все ваши вопросы.

3D-печати без исключения, это ребристость внешних поверхностей. Так как сама технология основана на последовательном нанесении слоев пластика, этого эффекта не избежать. Можно, конечно, сделать его менее заметным за счет повышения вертикального разрешения принтера (т.е. нанесения более тонких слоев), но полностью избавиться от ребристости не получится.

3D-модель из PLA-пластика до и после обработки горелкой. Видна внутренняя структура под просевшим наружным слоем

Практически с первых же дней проекта начались поиски методов обработки готовых моделей с целью сглаживания поверхностей. Упор был сделан на две особенности термопластиков: способность плавиться под воздействием высоких температур и размягчаться при контакте с соответствующими химикатами.

Как правило, термообработка не дает хороших результатов – регулировать нагревание поверхности достаточно сложно, а это приводит в итоге к вскипанию пластика, проседанию или просто выделению токсичных паров. Тем не менее, этот метод можно попробовать на монолитных моделях из PLA-пластика .

Более многообещающей является химическая обработка, однако и она сопряжена с определенными сложностями. Кроме технологических проблем, актуальна проблема реагентов – разные пластики реагируют с разными растворителями. Если ацетон прекрасно растворяет ABS-пластик, то на PLA-пластик он почти не имеет эффекта. С лимоненом же все с точностью до наоборот.

Основные приемы химического сглаживания до сих пор вращаются вокруг именно ABS-пластика ввиду его высокой популярности и дешевизны подходящих растворителей.

Типичным растворителем для ABS-пластика является ацетон. Хорошая растворяющая способность позволяет использовать его в виде клея для составляющих деталей моделей из ABS, хотя обычно для этого используется самодельная смесь, производимая растворением в ацетоне ABS крошки. Такой же клей (только более густой консистенции) нередко используется и для ремонта расслоений или трещин.

Наряду с повышенной эстетикой, немаловажным фактором в разработке методов сглаживания является повышенная прочность. Монолитная внешняя оболочка усиливает модели, предотвращая расслоение, и гарантирует их герметичность.

Ручная обработка

Плюсом же подобной обработки является выборочное нанесение ацетона, что позволяет избегать сглаживания острых углов. Ведь для Хеопса построили пирамиду, а не конус, не так ли?

Попыткой создать специальный инструмент для ручной обработки стало устройство под названием Makeraser. По сути, это простой фломастер с резервуаром, наполненным ацетоном или ацетоновым клеем, и встроенным скребком для снятия моделей с платформы. С точки зрения практичности, этот инструмент лучше подходит для склеивания частей модели или нанесения ABS/ацетонового клея на рабочий столик непосредственно перед печатью для борьбы с закручиванием нижних слоев.

Погружение в ацетон

После выдержки модель необходимо выдержать на воздухе пока ацетон не испарится. Процесс может занять около получаса.

Хотя этот метод достаточно быстр, регулировать процесс сложно. При излишней выдержке модель просто начнет растворяться, быстро теряя мелкие черты. Кроме того, загрязнение ацетона пластиком одного цвета может привести к появлению разводов на последующих моделях, окунаемых в тот же раствор. Более контролируемым процессом является обработка ацетоновыми парами.

Пожалуй, наиболее эффективный метод получения моделей из ABS-пластика с глянцевой поверхностью. Этот метод требует помещения модели в тару с небольшим количеством ацетона на дне. Сама модель не должна соприкасаться с ацетоном, поэтому модель следует устанавливать на платформу, либо подвешивать над поверхностью растворителя. При установке на платформу следует учитывать свойства материала подставки. Древесина плохо подходит для этой задачи ввиду пористости: нижняя поверхность модели склеится с древесиной, а отделить ее будет достаточно сложно. Наилучшим вариантом считается использование металлической подставки.

Желательно не использовать древесину в качестве платформы

После размещения модели емкость необходимо подогреть, чтобы повысить температуру ацетона. Ацетон испаряется и при комнатной температуре, но слишком медленно. Следует иметь в виду, что кипячение ацетона не рекомендуется, так как это будет способствовать накоплению конденсата на модели, который, в свою очередь, может вызвать образование разводов. Таким образом, для лучших результатов не стоит превышать температурный порог в 56°C.

Безопасное кустарное устройство для обработки парами, использующее кипяток во внешней кастрюле для нагревания ацетона во внутренней

Время выдержки сильно варьируется в зависимости от температуры ацетона. Так, при кипячении может хватить лишь нескольких секунд, тогда как эксперименты при комнатной температуре требовали до 40 минут выдержки. К счастью, используя прозрачный контейнер можно определить готовность модели «на глаз».

Как и в случае с обработкой погружением, готовую модель необходимо проветрить до затвердевания внешней поверхности, избегая лишнего физического контакта.

Как при погружении моделей в ацетон, так и при обработке парами следует учитывать толщину стенок моделей. Оболочка должна быть достаточно толстой, чтобы выдержать неминуемую потерю внешнего слоя. Кроме того, особенно тонкие черты могут просто раствориться, а острые углы будут сглажены.

Техника безопасности

Стоит обратить особое внимание на легкую воспламеняемость ацетона. Воздушные смеси с концентрацией ацетона до 13% по объему взрывоопасны – при обработке ацетоновыми парами категорически рекомендуется проводить работы в хорошо вентилируемом помещении и, по возможности, использовать вытяжку. Не используйте открытый огонь для нагревания ацетона: так как пары растворителя тяжелее воздуха, они будут вытеснять воздух из сосуда, а оказавшись снаружи, охладятся и войдут в прямой контакт с огнем со всеми вытекающими последствиями. Плотно закрывать сосуд также не рекомендуется, особенно при сильном нагревании, во избежание разрушения под давлением.

Коммерческие варианты