Гладкость поверхности - один из самых необходимых аспектов 3D-печати, но это не только эстетическая потребность: очень часто бывает, что гладкость является функциональным требованием для конечных пользователей.
Области применения, в которых гладкость может быть функциональным требованием, включают сопрягаемые детали, движущиеся детали, поверхности, несущие напряжение/нагрузку, и т.д.
Ниже вы найдете список из 3 ключевых факторов для обеспечения гладкости готовых 3D-печатных деталей, предложенный инженерами компании Xometry, рынка 3D-печати по требованию с более чем 2.000 производителей в Европе.
Гладкая 3D-печать: лучшие технологии.
Из-за послойной печати в FDM-печати и диаметра сопла, FDM не всегда дает очень гладкую поверхность. Однако современные промышленные машины FDM способны создавать гораздо более тонкие поверхности. SLS, MJF и DMLS дают зернистую поверхность в результате порошкообразной природы сырья, используемого в этих технологиях. Независимо от технологии 3D-печати, гладкая поверхность всегда может быть достигнута в напечатанных деталях с помощью операций постобработки.
Существует несколько технологий 3D-печати, позволяющих получать гладкие напечатанные детали. Они рассмотрены ниже.
Стереолитографическая 3D-печать позволяет получать детали с самой высокой точностью и гладкой поверхностью среди всех технологий 3D-печати. Хотя это послойный процесс, исходный материал обычно находится в форме смолы и застывает, чтобы получить гладкую поверхность.
Как и SLA, Polyjet печатает фотополимерами. Большинство деталей Polyjet готовы к использованию в готовом виде с точки зрения внешнего вида и ощущений. Основной причиной такой гладкости является сочетание ультратонкой послойной печати и высококачественной смолы.
В технологии Carbon DLS используются смоляные материалы, такие как полиуретан. Поверхность 3D-детали, изготовленной этим методом, гладкая, как стекло. Этот процесс позволяет получить безупречные детали, которые могут заменить прототипы, полученные с помощью MJF или SLS. В дополнение к высококачественному покрытию поверхности, Carbon DLS идеально создает внешние и внутренние детали.
Рассмотрение материала для получения гладкой поверхности обычно сопровождается рассмотрением процесса печати, поскольку в большинстве случаев процесс является гораздо более значимым фактором. Термопластики, термореактивные смолы, фотополимеры и полиуретан - это, как правило, материалы для 3D-печати с гладкой поверхностью.
Но для оптимального выбора важно учитывать не только гладкость, но и прочность, термостойкость и точность.
Постобработка является наиболее эффективным способом обеспечения гладкой поверхности при 3D-печати. В большинстве случаев постобработка может быть использована для достижения этого результата, даже если технология или материал не столь производительны.
Важно учитывать геометрию и материал нашей 3D-печати для выбора правильного метода постобработки, так как он позволяет получить различные текстуры и внешний вид.
Метод дробеструйной обработки включает в себя распыление под давлением потока мелких шариков (пластиковых или стеклянных) из сопла на поверхность детали. При этом удаляются линии слоя, оставляя гладкую поверхность. Кроме того, конечный продукт напоминает однородную матовую поверхность. Одним из преимуществ дробеструйной обработки перед шлифовкой является скорость. Процесс занимает от 5 до 10 минут для одной детали. Однако продолжительность зависит от размера детали. Еще одно преимущество дробеструйной обработки - сохранение размеров детали.
Сравнение деталей из нейлона MJF PA12: напечатанные (слева) и обработанные методом дробеструйной обработки (справа).
Промышленное устройство для сглаживания паров работает по многоступенчатой технологии. Оно снижает давление в герметичных камерах, содержащих 3D-печатные детали. Затем в подогреваемый поддон в нижней части поступает закачанный растворитель, превращая его в пар.
Система циркуляции воздуха втягивает полученный пар и циркулирует вокруг поверхности детали, вызывая конденсацию на поверхности. Это расплавляет поверхность напечатанной детали, оставляя гладкую поверхность. Этот процесс занимает около трех часов.
Паровое сглаживание обычно применяется в потребительских товарах, но оно не позволяет использовать более сложные материалы, такие как шлифовка или дробеструйная обработка.
Сравнение деталей из нейлона MJF PA12: напечатанные (слева) и окрашенные черной краской и оплавленные паром (справа)
Техника обработки галтовкой, также известная как галтовка или галтовка, обычно используется для относительно небольших деталей. Она очень эффективна для деталей, содержащих высокий процент металлического порошка.
Всего за час полировки гладкость металлических отпечатков может быть увеличена в геометрической прогрессии. В процессе галтовки используется горизонтальная бочка, заполненная деталями, средой, водой или любыми другими материалами. Вибратор вращает бочку, заставляя среду (камни) непрерывно чистить детали и постепенно сглаживать их.
Сравнение деталей из нейлона SLS PA11: напечатанные (слева) и обработанные галтовкой (справа)
Шлифовка - это процесс постепенного удаления очень тонкого слоя материала для получения более гладкой поверхности. Шероховатая поверхность означает, что некоторые точки на поверхности более возвышены, чем другие. Шлифовка - это процесс выравнивания поверхности с помощью относительно грубых материалов, таких как шлифовальные машины или шлифмашины.
Она может выполняться вручную или с помощью ленточных шлифовальных машин и производится постепенно. Чаще всего шлифовка выполняется в паре с полировкой.
Одним из недостатков шлифования является сложность сглаживания мелких, сложных геометрических форм. Кроме того, шлифовка может повлиять на размеры детали. Когда от 3D-детали требуются очень жесткие допуски, шлифовка может оказаться не лучшим вариантом.
| Post-processing | Suitable 3D printing technology | Advantages | Considerations |
| Bead Blasting | SLS, MJF | • Preservation of the part’s dimensions | • Requires the use of extra materials |
| Vapour Smoothing | MJF, SLS | • Shiny surface | • Lack of versatility |
| Tumble Finishing | DMLS, SLS, MJF | • Good for small parts | • Size limitations for large parts exist
• Time-consuming |
| Sanding and polishing | FDM, DMLS | • Good for bumpy rough surfaces
• Polishing can produce a shiny surface |
• Affects the part’s dimension
• Not suited for parts with high tolerances • Not suited for parts with intricate geometries |
Вы заинтересованы в проверке наиболее эффективного метода достижения гладкой поверхности для ваших 3D-отпечатков? Не стесняйтесь загрузить свой файл Cults3D на Instant Quoting Engine компании Xometry, выберите технологию, материал и отделку, которые вам нужны, и получите немедленное предложение.
3D-печать произвела революцию в создании объектов, позволяя частным лицам и компаниям быстро и легко создавать индивидуальные сложные конструкции. Однако, как и любая технология, 3D-печать не лишена своих проблем. Вот некоторые из наиболее распространенных проблем, связанных с 3D-печатью, и способы их устранения:
Часто ли вы сталкиваетесь с такими проблемами, как вытягивание нити, воздушные пузыри и ломкость нити при печати? Возможно, вам поможет FilaDryers! Что такое FilaDryers? Какие улучшения в печати может принести печь FilaDryers?
