Lai pulētu 3D drukātās detaļas, lai iegūtu izsmalcinātu apdari, inženieri izmanto dažādas rūpnieciskās apdares metodes, tostarp pārklāšanas, smilšu strūklu un manuālas apdares metodes. Lai gan 3D drukāšana var radīt sarežģītas detaļas, sākotnējām izdrukām bieži ir raupjas virsmas un izteiktas slāņu līnijas, īpaši daļās, kas ražotas, izmantojot kausēto nogulsnēšanas modelēšanu (FDM). Šī iemesla dēļ pēcapstrāde ir ārkārtīgi svarīga detaļu ražošanas sastāvdaļa, kas izlīdzina nepabeigtās daļas raupjo virsmu, pievienojot vai noņemot detaļas slāņus. Šajā rakstā Antarktikas lācis sistemātiski iepazīstinās un salīdzinās divus šobrīd tirgū pieejamos galvenos virsmas apdares procesus – tvaika izlīdzināšanu un vibrācijas smalko pulēšanu, lai atvieglotu izpratni par attiecīgajiem procesiem, katras metodes priekšrocībām un trūkumiem.
tvaiks gluds
Tvaika izlīdzināšana, kas pazīstama arī kā ķīmiskā tvaiku izlīdzināšana, ir virsmas apstrādes tehnika, kas pakļauj apdrukātās detaļas iztvaikojošai šķīdinātāja videi. Rūpnieciskais tvaiku izlīdzināšanas process prasa rūpīgu atsevišķu vai vairāku komponentu apturēšanu hermētiskā kamerā, lai nodrošinātu maksimālu iedarbību. Ķīmisko šķīdinātāju maisījumu, piemēram, FA 326, ievada un izsmidzina kamerā, kur tas kondensējas un sacietē uz detaļas, novēršot virsmas nelīdzenumus, izmantojot kontrolētu kausējumu. Palielinoties kameras temperatūrai, atlikušais šķīdinātājs iztvaiko un tiek reģenerēts. Pēdējā daļa kļūst ūdensnecaurlaidīga un saglabā gludu iekšējo dobumu, precīzus izmērus un oriģinālo materiāla apjomu. Lai iegūtu vislabākos tvaiku izlīdzināšanas rezultātus, procesu ieteicams veikt kontrolētā vidē, izmantojot rūpnieciskas iekārtas, kas paredzētas 3D drukas tvaiku izlīdzināšanai. Tiem, kas interesējas par DIY metodi, tvaiku izlīdzināšanu var panākt, izmantojot acetonu vai etanolu kā ķīmisku šķīdinātāju, vai šajā gadījumā to sauc par šķīdinātāja impregnēšanu. Tomēr ir jāievēro piesardzība un jābūt piemērotiem drošības pasākumiem un aprīkojumam.
△ Tvaika gludā daļa atrodas kreisajā pusē, bet standarta virsmas apstrāde ir labajā pusē (foto avots: ProtoLabs)
Vibrācijas smalka pulēšana
Savukārt, veicot vibrācijas apdari, virsmas sagatavošanai neizmanto ķīmiskas vielas. Tā vietā tas paļaujas uz abrazīvu materiālu, lai uzlabotu 3D drukātās daļas virsmu. Procesa laikā vairākas 3D drukātas detaļas tiek ievietotas vibrējošā spainī, kas piepildīts ar izvēlētu abrazīvu materiālu un saliktu eļļošanas šķidrumu. Kad iekārta ir ieslēgta, muca sāk kustēties, radot mehānisku berzi starp detaļu un slīpēšanas līdzekli. Šis atņemšanas process uzlabo detaļas virsmas kvalitāti, samazinot un maigi noņemot materiāla visattālāko slāni. Vibrācijas smalkajai pulēšanai ir nepieciešami īpaši pasākumi un aprīkojums, un tiek piedāvātas divas metodes: vibrācijas metode un vērpšanas metode. Vibrācijas metode ir īpaši piemērota lielākiem objektiem ar mazāk detaļām un var ātrāk sasniegt vēlamo rezultātu.
Smalkās vibrācijas pulēšanas procesā ļoti svarīga ir abrazīvu vai skaidu izvēle. Abrazīvās skaidas var būt izgatavotas no keramikas, plastmasas vai tērauda, un katra rada atšķirīgus rezultātus. Keramikas abrazīvie līdzekļi ir īpaši piemēroti atstarpju noņemšanai un spīdīgas virsmas iegūšanai. Pateicoties augstajam blīvumam, tie var izturēt augstu spiedienu un ir piemēroti nerūsējošā tērauda, metāla un plastmasas detaļu apstrādei. Plastmasas abrazīvie materiāli ir ideāli piemēroti mīkstām, delikātām virsmām, kurām nepieciešama maiga apdare. Tie ir gan piramīdas, gan konusveida formās. Turklāt Walther Trowl ir izstrādājis sprauslas formas abrazīvus līdzekļus ļoti mazām, delikātām detaļām grūti sasniedzamās vietās. Tērauda abrazīvie materiāli pārsvarā ir sfēriski, un tiem ir minimāla materiāla noņemšana, tāpēc tie ir ideāli piemēroti metāla, sudraba vai alumīnija detaļu pulēšanai un mehāniskai tīrīšanai, lai nodrošinātu gludu un neskrāpētu virsmu.
△ Abrazīvie materiāli, kas izgatavoti no keramikas, var izturēt augstu spiedienu. (Avots: Vibrafinish)
Vibrācijas smalkās pulēšanas procesā papildus abrazīviem ir nepieciešami arī eļļošanas šķidrumi, ti, savienojumi. Savienojumus izmanto, lai absorbētu un noņemtu detaļu nodilumu, kā arī detaļu tīrīšanai un attaukošanai. Metāla detaļu apstrādei kodināšanai var izvēlēties skābos savienojumus. Pēc apstrādes ir nepieciešama žāvēšana. Šīs daļas var žāvēt vibrācijas žāvētājā, kur tās novieto ar uzkarsētu žāvēšanas līdzekli, piemēram, kukurūzas ābolu miltus, riekstu miltus vai koka blokus, un vibrē. Alternatīvi, lentes žāvētāji ir īpaši piemēroti jutīgām un apjomīgām daļām ar iekšējiem kanāliem un caurumiem. Lentes žāvētājā 3D drukātās detaļas tiek izlaistas caur karstā gaisa sistēmu uz lentes un šādā veidā tiek žāvētas.
Tvaika izlīdzināšanas un vibrācijas apdares pulēšanas procedūras atšķiras laikā, no desmit minūtēm līdz vairākām stundām, atkarībā no apstrādājamo detaļu skaita un sarežģītības.
saderīgs materiāls
Vapor Smooth ir saderīgs ar lielāko daļu 3D drukas polimēru un elastomēru. Parastie materiāli tvaika izlīdzināšanai ir akrilnitrila stirola akrilāts (ASA), akrilnitrila butadiēna stirols (ABS), augstas trieciena polistirols (atkarībā no iekārtas), neilons 11 (PA 11), neilons 12 (PA 12), polipropilēns (PP) un polikarbonāts. /akrilnitrila butadiēna stirols (PC-ABS). Tomēr ir vērts atzīmēt, ka tvaika izlīdzināšana ar TPU un noteiktiem īpašiem pavedieniem nav ieteicama. Katram šķīdinātājam, piemēram, acetonam, metiletilketonam (MEK), tetrahidrofurānam (THF), dihlormetānam (DCM) un etilacetātam, ir sava efektivitāte un lietošanas apsvērumi.
Tomēr vibrācijas smalka pulēšana ir savietojama ar daudziem citiem dažādiem materiāliem. Piemēram, vibrācijas smalka pulēšana ir pieejama ne tikai 3D drukātajām daļām, kas izgatavotas no termoreaktīviem materiāliem, termoplastiem un elastomēriem, piemēram, polietilēna (PE), polipropilēna (PP) vai polietilēntereftalāta (PET), var izmantot arī metāliem, piemēram, alumīnija, nerūsējošā tērauda. tērauds, misiņš vai varš. Tas padara to par daudzpusīgāku metodi, ko var izmantot kā pēcapstrādes metodi dažādām 3D drukāšanas metodēm, piemēram, FDM/FFF un pulvera slāņa saplūšanu.
△ Pirms un pēc vibrācijas pulētu metāla detaļu salīdzināšanas (Avots: Acton Finishing)
Pēcapstrādes tehnikas ierobežojumi un priekšrocības
Abi procesi piedāvā daudzas priekšrocības virsmas izskata un veiktspējas ziņā. Tvaika izlīdzināšana var iegūt gludas un ūdensizturīgas virsmas apdares detaļas, kas ir salīdzināmas ar iesmidzināšanas formēšanu, un uzlabo detaļu pagarinājumu, stiepes īpašības, lieces īpašības, saglabā īpašības, izturību un precizitāti. Savukārt vibrācijas apdare nesasniedz ūdensizturīgu apdari, bet nodrošina arī īpaši gludu virsmu, noņem pārklājuma pēdas un veido pret skrāpējumiem un traipiem izturīgu virsmu. Ar vibroapdares un tvaika izlīdzināšanas metodēm apstrādātās sastāvdaļas rada gludas virsmas ar spīdīgu izskatu. Tomēr tvaika izlīdzināšana nodrošina spīdīgāku apdari nekā vibrācijas smalka pulēšana. Turklāt detaļām, kas apstrādātas ar smalku vibrācijas pulēšanu, bija ievērojami maigāka, patīkamāka taustes pieredze.
Tomēr ir vērts atzīmēt, ka tvaiku izlīdzināšana nav labākais risinājums katrai izdrukai. Modeļi, kas ir pārāk sarežģīti, pārāk mazi, pārāk lieli vai pārāk plakani, var izkropļot vai zaudēt detaļas, un pēc tam var būt redzami artefakti. Pēc izlīdzināšanas ar tvaiku detaļām var būt defekti, piemēram, tilti, tulznas, koduma pēdas, malas, plankumi, caurumi vai nepilnīgi elementi. Turklāt ir vērts atzīmēt, ka elastīgi materiāli ir vairāk pakļauti virsmas defektiem nekā stingri materiāli. Tāpēc, veicot tvaiku izlīdzināšanas kustīgās daļas vai sastāvdaļas ar savienojumiem, ir jāievēro piesardzīgs laiks, lai izvairītos no savienojuma integritātes apdraudējuma vai pielipšanas pārmērīgas tvaika iedarbības dēļ.
Savukārt vibrācijas smalkā pulēšana ir piemērota plašākam 3D drukāto detaļu klāstam nekā gludināšana ar tvaiku, jo to var pielāgot jebkurām individuālām prasībām, materiāla īpašībām un detaļas struktūrai, izvēloties dažādus abrazīvus un metodes. Vibrācijas apdare ir piemērota gandrīz visām 3D drukātajām detaļām, ja vien procesu vienmēr profesionāli veic speciālisti. Tomēr vibrācijas apdares pulēšana var izraisīt daļas ģeometrijas zudumu. Piemēram, komponentu stūri un gali var būt pārāk noapaļoti un zaudēt savu formu, kas nenotiek ar tvaiku izlīdzināšanu. Turklāt vibrācijas apdare dažkārt prasa turpmākas žāvēšanas procedūras, kas paildzina procesu.
Pieteikuma lauks
Tvaika izlīdzināšana ir tehnoloģija, ko iecienījuši tādas nozares kā medicīna, automobiļu rūpniecība un kosmosa rūpniecība, lai apstrādātu ūdensizturīgus, pretmikrobu un ķīmiski nesaturošus komponentus. Runājot par vibrācijas smalko pulēšanu, medicīnas, automobiļu un sporta nozares īpaši gūst labumu no šīs tehnoloģijas. Jebkurā jomā gludām virsmām, īpaši metāla daļām, ir liela nozīme, lai nodrošinātu pareizu sastāvdaļu darbību un drošus apstākļus. Tomēr tvaiku izlīdzināšanu un vibrācijas smalko pulēšanu var īstenot visā produktu izstrādes ciklā, sākot no koncepcijas modeļiem līdz prototipiem un beidzot ar galaproduktiem, un tos izmanto dažādās nozarēs, tostarp medicīnas, automobiļu un patēriņa preču ražošanā. Detaļu, kas apstrādātas ar smalku vibrācijas pulēšanu, piemēri ir automašīnu daļas automobiļu rūpniecībai vai skrituļslidas un fitnesa aprīkojums sporta nozarei. Turklāt rotaslietas un galda piederumi ir vibrācijas smalki pulēti patērētāju lietošanai. Ar tvaiku nogludinātas daļas piemērs, ko bieži izmanto automobiļu rūpniecībā, ir transportlīdzekļu iekšējās sastāvdaļas, piemēram, paneļi, durvju rokturi un viduskonsoles elementi. Tvaika izlīdzināšanu izmanto arī aviācijas un kosmosa rūpniecībā lidaparātu daļām, piemēram, spārniem, gaisa vadiem un dzinēja daļām.
bilde
△ Tvaika izlīdzināšana bieži tiek izmantota gaisa kuģu daļām aviācijas un kosmosa nozarē (Attēla avots: Fast Radius)
piegādātāji un cenas
Dažādi pakalpojumu sniedzēji, piemēram, SPALECK GmbH, VibraFinish vai Rohde AG, piedāvā vibrācijas smalko pulēšanu privātajiem klientiem un uzņēmumiem. Tvaika izlīdzināšanai Xometry, AMT, DyeMansion, Protolabs un Hubs ir ievērojami pakalpojumu sniedzēji, kas piedāvā tvaika izlīdzināšanas pakalpojumus, izmantojot noteiktu pēcapstrādes risinājumu mašīnu vai materiālu. 3Faktur ir Vācijas uzņēmums, kas piedāvā tvaika izlīdzināšanas un vibrācijas smalkas pulēšanas pakalpojumus. Tādas labi zināmās VaporSmoothing iekārtas kā AMT PostPro3D sērija un Powerfuse S sērija ir risinājumi, ko nodrošina Xometry un DyeMansion, savukārt Protolabs un Hubs izmanto attiecīgi SLS un MJFHPA 12, PA 12 un MJF Ultrasint™ TPU-01 materiālus.
Smalkai vibrācijas pulēšanai lielas rūpnieciskās iekārtas no tādiem ražotājiem kā Walther Trowal, AVAtec vai Garant maksā aptuveni 18,000–21 $,000 (17,000–20 eiro,{{). 7}}). 2 kg abrazīvu maksā no 21 līdz 44 USD (20–40 eiro) un 5 litri maisījuma apmēram 21–44 USD (20–40 eiro). Cenas ļoti atšķiras atkarībā no apstrādājamo detaļu daudzuma un izmēra. Tvaika izlīdzināšanai pakalpojuma maksa par atsevišķu detaļu izlīdzināšanu var būt $5-$15 (€4-€14) atkarībā no detaļas sarežģītības, lai gan daudzi ražotāji parasti piedāvā pakalpojumu tikai komplektos pa 10 vai vairākas daļas. Tvaika gludinātāja iegāde atkarībā no reģiona, ražotāja un kvalitātes var maksāt apmēram $10,000 līdz $30,000 (€11,000–33,000). .
