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3D打印对象的抛光处理

  Stratasys公司下属的RedEye,是世界上最大的3D打印服务供应商之一,就拥有多种技术手段对基于熔融沉积成型(FDM)和PolyJet技术的3D打印设备制造的零部件进行后处理服务。

  有一种误解,认为3D打印无法像传统制造技术那样制造出具有光滑抛光表面的零部件。但其实有多种后处理技术可以解决这样的顾虑,他们被广泛使用。RedEye提供了多种后处理技术,但公司通常使用的是砂纸打磨(Sanding)、珠光处理(Bead Blasting)和蒸汽平滑(Vapor Smoothing)这三种技术。(注:本文介绍的都是工业上使用的方法,个人爱好者可以作为了解借鉴。)

  砂纸打磨(Sanding)

  虽然FDM技术设备能够制造出高品质的零件,但不得不说,零件上逐层堆积的纹路是肉眼可见的,这往往会影响用户的判断,尤其是当外观是零件的一个重要因素时。所以这时就需要用砂纸打磨进行后处理。

  砂纸打磨可以用手工打磨或者使用砂带磨光机这样的专业设备。砂纸打磨是一种廉价且行之有效的方法,一直是3D打印零部件后期抛光最常用、使用范围最广的技术。

  砂纸打磨在处理比较微小的零部件时会有问题,因为它是靠人手或机械的往复运动。不过砂纸打磨处理起来还是比较快的。一般用FDM技术打印出来的对象往往有一圈圈的纹路,用砂纸打磨消除电视机遥控器大小的纹路只需15分钟。

  如果零件有精度和耐用性的最低要求的话,一定要记住不要过度打磨,要提前计算好要打磨去多少的材料,否则过度打磨会使得零部件变形报废。进行基准测试也有助于确定要使用的打磨工艺——手工打磨或电动打磨——以及使用哪些工具。

  珠光处理(Bead Blasting)

  第二个最常用的后处理工艺就是珠光处理(Bead Blasting)。操作人员手持喷嘴朝着抛光对象高速喷射介质小珠从而达到抛光的效果。珠光处理一般比较快,约5~10分钟即可处理完成,处理过后产品表面光滑,有均匀的亚光效果。

  珠光处理比较灵活,可用于大多数FDM材料。它可用于产品开发到制造的各个阶段,从原型设计到生产都能用。珠光处理喷射的介质通常是很小的塑料颗粒,一般是经过精细研磨的热塑性颗粒。据了解,RedEye最常采用这些热塑性的塑料珠,因为它们比较耐用,并且能够提供一个从轻微到严重的磨损范围进行喷涂。小苏打也工作得很好,因为它不是太硬,虽然它可能比塑料珠不易清洁。

  因为珠光处理一般是在一个密闭的腔室里进行的,所以它能处理的对象是有尺寸限制的,在RedEye这里,其能够的处理的最大零部件的大小为24×32×32英寸,而且整个过程需要用手拿着喷嘴,一次只能处理一个,并因此不能用于规模应用。

  珠光处理还可以为对象零部件后续进行上漆、涂层和镀层做准备,这些涂层通常用于强度更高的高性能材料。

  蒸汽平滑(Vapor Smoothing)

  排在第三是蒸汽平滑(Vapor Smoothing)处理方法。3D打印零部件被浸渍在蒸汽罐里,其底部有已经达到沸点的液体。蒸气上升可以融化零件表面约2微米左右的一层,几秒钟内就能把它变得光滑闪亮。

  蒸汽平滑技术被广泛应用于消费电子、原型和医疗应用。该方法不显著影响零件的精度。

  不幸的是,与珠光处理相似,蒸汽平滑也有尺寸限制,最大处理零件尺寸为3×2×3英尺。另外蒸汽平滑对ABS和ABS-M30材料进行处理,这是常见的耐用的热塑性塑料。

 
 

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