Vaikka suurin osa valmistustyöstä tapahtuu 3D-tulostimen sisällä osien kerros kerrokselta rakennettaessa, prosessi ei lopu siihen. Jälkikäsittely on tärkeä vaihe 3D-tulostuksen työnkulussa, jossa tulostetut komponentit muutetaan valmiiksi tuotteiksi. Toisin sanoen "jälkikäsittely" itsessään ei ole tietty prosessi, vaan pikemminkin kategoria, joka koostuu monista eri käsittelytekniikoista ja tekniikoista, joita voidaan soveltaa ja yhdistellä erilaisten esteettisten ja toiminnallisten vaatimusten täyttämiseksi.
Kuten tässä artikkelissa tarkemmin näemme, jälkikäsittely- ja pinnan viimeistelytekniikoita on monia, mukaan lukien perusjälkikäsittely (kuten tukimateriaalien poisto), pinnan tasoitus (fysikaalinen ja kemiallinen) ja värikäsittely. 3D-tulostuksessa käytettävien eri prosessien ymmärtäminen auttaa sinua täyttämään tuotespesifikaatiot ja -vaatimukset, olipa tavoitteenasi sitten tasainen pinnanlaatu, tietty estetiikka tai tuottavuuden lisääminen. Katsotaanpa asiaa tarkemmin.
Perusjälkikäsittelyllä tarkoitetaan tyypillisesti alkuvaiheita 3D-tulostetun osan irrottamisen ja puhdistamisen jälkeen kokoonpanokuoresta, mukaan lukien tuen poistaminen ja pinnan perushienous (valmisteluna perusteellisempia tasoitustekniikoita varten).
Monet 3D-tulostusprosessit, mukaan lukien fused deposition modeling (FDM), stereolitografia (SLA), direct metal laser sintraus (DMLS) ja carbon digital light synthesis (DLS), vaativat tukirakenteiden käyttöä ulkonemien, siltojen ja hauraiden rakenteiden luomiseksi. ... erikoisuus. Vaikka nämä rakenteet ovat hyödyllisiä tulostusprosessissa, ne on poistettava ennen viimeistelytekniikoiden soveltamista.
Tuen poistaminen voidaan tehdä useilla eri tavoilla, mutta yleisin prosessi nykyään on manuaalinen työ, kuten leikkaaminen, tuen poistamiseksi. Vesiliukoisia alustoja käytettäessä tukirakenne voidaan poistaa upottamalla tulostettu kappale veteen. On myös erikoistuneita ratkaisuja automatisoituun osien poistoon, erityisesti metallin lisäainevalmistuksessa, jossa käytetään työkaluja, kuten CNC-koneita ja robotteja, tukien tarkkaan leikkaamiseen ja toleranssien ylläpitämiseen.
Toinen perusjälkikäsittelymenetelmä on hiekkapuhallus. Prosessissa painettuihin osiin ruiskutetaan hiukkasia korkean paineen alaisena. Ruiskutettavan materiaalin isku tulostuspintaan luo tasaisemman ja yhtenäisemmän pinnan.
Hiekkapuhallus on usein ensimmäinen vaihe 3D-tulostetun pinnan tasoittamisessa, koska se poistaa tehokkaasti jäännösmateriaalin ja luo tasaisemman pinnan, joka on sitten valmis seuraaviin vaiheisiin, kuten kiillotukseen, maalaukseen tai petsaukseen. On tärkeää huomata, että hiekkapuhallus ei tuota kiiltävää tai hohtavaa pintaa.
Perushiekkapuhalluksen lisäksi on olemassa muita jälkikäsittelytekniikoita, joita voidaan käyttää painettujen komponenttien sileyden ja muiden pintaominaisuuksien, kuten matta- tai kiiltävän ulkonäön, parantamiseen. Joissakin tapauksissa viimeistelytekniikoita voidaan käyttää sileyden saavuttamiseksi käytettäessä erilaisia rakennusmateriaaleja ja painoprosesseja. Toisissa tapauksissa pinnan tasoitus soveltuu kuitenkin vain tietyntyyppisille materiaaleille tai tulosteille. Osan geometria ja painomateriaali ovat kaksi tärkeintä tekijää valittaessa yhtä seuraavista pinnan tasoitusmenetelmistä (kaikki saatavilla Xometry Instant Pricingissa).
Tämä jälkikäsittelymenetelmä on samanlainen kuin perinteinen hiekkapuhallus siinä mielessä, että siinä hiukkasia levitetään tulosteeseen korkean paineen alaisena. On kuitenkin tärkeä ero: hiekkapuhalluksessa ei käytetä lainkaan hiukkasia (kuten hiekkaa), vaan käytetään pallomaisia lasihelmiä väliaineena tulosteen hiekkapuhallukseen suurilla nopeuksilla.
Pyöreiden lasihelmien isku tulosteen pintaan luo tasaisemman ja yhtenäisemmän pintaefektin. Hiekkapuhalluksen esteettisten etujen lisäksi tasoitusprosessi lisää osan mekaanista lujuutta vaikuttamatta sen kokoon. Tämä johtuu siitä, että lasihelmien pallomainen muoto voi vaikuttaa osan pintaan hyvin pinnallisesti.
Rummutus eli seulonta on tehokas ratkaisu pienten osien jälkikäsittelyyn. Teknologiassa 3D-tuloste asetetaan rumpuun pienten keraamisten, muovisten tai metallisten kappaleiden kanssa. Rumpu pyörii tai värähtelee, jolloin roskat hankautuvat tulostettua osaa vasten, jolloin pinnan epätasaisuudet poistuvat ja pinta sileäksi.
Hiekkapuhallusta tehokkaampi menetelmä on rumpuhionta, ja pinnan sileyttä voidaan säätää rumpuhiontamateriaalin tyypin mukaan. Esimerkiksi matalarakeisella materiaalilla voidaan luoda karkeampi pintarakenne, kun taas karkealla lastulla voidaan tuottaa sileämpi pinta. Jotkut yleisimmistä suurista viimeistelyjärjestelmistä pystyvät käsittelemään 400 x 120 x 120 mm tai 200 x 200 x 200 mm kokoisia osia. Joissakin tapauksissa, erityisesti MJF- tai SLS-osien kohdalla, kokoonpano voidaan rumpukiillottaa kantoaineella.
Vaikka kaikki edellä mainitut tasoitusmenetelmät perustuvat fysikaalisiin prosesseihin, höyrytasoitus perustuu tulostetun materiaalin ja höyryn väliseen kemialliseen reaktioon sileän pinnan aikaansaamiseksi. Höyrytasoitus tarkoittaa tarkalleen ottaen 3D-tulosteen altistamista haihtuvalle liuottimelle (kuten FA 326) suljetussa käsittelykammiossa. Höyry tarttuu tulosteen pintaan ja luo kontrolloidun kemiallisen sulan, joka tasoittaa mahdolliset pinnan epätasaisuudet, harjanteet ja laaksot jakamalla sulaa materiaalia uudelleen.
Höyrytasoituksen tiedetään myös antavan pinnalle kiiltävämmän ja kiiltävämmän pinnan. Höyrytasoittaminen on tyypillisesti kalliimpaa kuin fyysinen tasoitus, mutta sitä suositaan sen erinomaisen sileyden ja kiiltävän pinnan vuoksi. Höyrytasoittaminen on yhteensopiva useimpien polymeerien ja elastomeeristen 3D-tulostusmateriaalien kanssa.
Väritys lisäkäsittelyvaiheena on loistava tapa parantaa tulosteen estetiikkaa. Vaikka 3D-tulostusmateriaaleja (erityisesti FDM-filamentteja) on saatavilla useina eri värivaihtoehtoina, sävytys jälkikäsittelynä mahdollistaa materiaalien ja tulostusprosessien käytön, jotka täyttävät tuotevaatimukset ja saavuttavat oikean värivastaavuuden tietylle materiaalille. Tässä on kaksi yleisintä 3D-tulostuksen väritysmenetelmää.
Ruiskumaalaus on suosittu menetelmä, jossa 3D-tulosteeseen levitetään maalikerros aerosolisuihkeella. Keskeyttämällä 3D-tulostuksen voit suihkuttaa maalia tasaisesti osan päälle peittäen sen koko pinnan. (Maalia voidaan levittää myös valikoivasti maskaustekniikoilla.) Tämä menetelmä on yleinen sekä 3D-tulostetuille että koneistetuille osille ja suhteellisen edullinen. Sillä on kuitenkin yksi merkittävä haittapuoli: koska muste levitetään hyvin ohuelti, jos tulostettu osa naarmuuntuu tai kuluu, tulostetun materiaalin alkuperäinen väri tulee näkyviin. Seuraava varjostusprosessi ratkaisee tämän ongelman.
Toisin kuin ruiskumaalauksessa tai siveltimessä, 3D-tulostuksessa muste tunkeutuu pinnan alle. Tällä on useita etuja. Ensinnäkin, jos 3D-tuloste kuluu tai naarmuuntuu, sen eloisat värit säilyvät ehjinä. Tahra ei myöskään irtoa, mikä on maalin tunnetusti ominaisuus. Toinen suuri värjäyksen etu on, että se ei vaikuta tulosteen mittatarkkuuteen: koska väriaine tunkeutuu mallin pintaan, se ei lisää paksuutta eikä siten johda yksityiskohtien menetykseen. Tarkka värjäysprosessi riippuu 3D-tulostusprosessista ja materiaaleista.
Kaikki nämä viimeistelyprosessit ovat mahdollisia yhteistyössä valmistuskumppanin, kuten Xometryn, kanssa, jolloin voit luoda ammattimaisia 3D-tulosteita, jotka täyttävät sekä suorituskyky- että esteettiset standardit.
Julkaisun aika: 24. huhtikuuta 2024