Обработка деталей после 3d принтера. Полировка и обработка изделий из PLA, ABS, HIPS

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.

Уважаемые друзья!

В данной рубрике представлены советы специалистов нашей компании в области 3D печати, а также наших постоянных клиентов, на темы как улучшить, облегчить и возможно открыть для себя что-то новое в работе с 3D принтером.

Надеемся, что эта информация будет для Вас интересной и полезной.

Если у вас есть хорошие идеи, как улучшить 3D печать, присылайте их нам, и мы разместим их у нас на сайте.

Если Вы только приобрели принтер и занялись 3D-печатью и у Вас что-то не получается – не отчаивайтесь. Пробуйте, и результат превзойдет все Ваши ожидания.
Перед приобретением 3D-принтера обязательно необходимо проконсультироваться со специалистами. Принтер, как и расходный материал необходимо выбирать исходя из Ваших целей.
Если у Вас никак не получается печатать, не стоит ругать производителей принтеров и расходных материалов. Внимательно изучите и руководствуйтесь инструкциями по использованию принтера, ПО и расходных материалов, прежде чем начать пользоваться принтером.
Каждый материал имеет свои особенности, это нужно обязательно учитывать при 3D-печати. Новичкам в 3D-печати советуем начать с материала PLA. С этим материалом работать проще всего.
Обязательно пройдите обучение по работе с 3D-принтером. О возможности такого обучения Вы можете узнать в компании, которая реализует это оборудование.
Также стоит пообщаться с коллегами, почитать о преимуществах и недостатках принтеров, о проблемах с которым сталкиваются пользователи в 3D печати. Различные статьи на эти темы сегодня публикуются не только модераторами, а также опытными пользователями принтеров.
Перед началом использования принтера убедитесь, что Вы выполнили следующие действия: - загрузили материал и поставили соответствующие настройки (приблизительные настройки для разного типа материала); - настроили принтер (откалибровали платформу/стол, отрегулировали зажим механизма подачи, ремни хорошо затянуты, сопло очищенно).
Необходимо помнить, что пластики одинакового типа, но разного цвета, требуют различных настроек параметров печати. Понимание этого вопроса приходит с опытом вместе с качеством работ. За информацией можно обратиться в компанию, где Вы приобретали принтер.
Постоянно следите за чистотой рабочего стола принтера. Перед печатью, особенно после перемещения принтера или рабочей поверхности, обязательно проверяйте калибровку стола.
Всегда следите за печатью ваших моделей.
Снимайте готовую деталь только со снятого стекла или печатного столика, а не внутри самого принтера на закрепленном столе (стекле).
Никогда не размещайте принтер у окна, особенно открытого, а также в помещениях где есть сквозняки. Малейший сквозняк или ночное понижение температуры могут вызвать коробление детали при печати ABS-пластиком.
Если возникают различные проблемы с печатью, если у Вас остановилась подача пластика, печать принтера, возникли механические/технические проблемы, всегда обращайтесь в техническую поддержку компании, где Вы приобретали принтер.

Если Вы только начинаете знакомиться с 3D-печатью, и у Вас совсем нет опыта, то купите PLA-пластик. С его помощью Вам будет достаточно легко понять основные принципы 3D-печати. Данный полимер часто выбирают для обучения детей основам 3D-печати, а также он подойдет для использования в 3D-ручках. Полимер обладает достаточной прочностью для решения большинства бытовых задач.
В случае использования PLA-пластика, рекомендуемая температура сопла составляет 190-210°C в зависимости от других параметров печати. Рекомендуемая температура стола в зависимости от используемого адгезива составляет от 20 до 70°C. Для повышения адгезии, пожалуй, одним из самых распространенных способов является использование синего молярного скотча 3M, для которого достаточно температуры 35°C.
Механическая обработка напечатанных изделий из PLA-пластика с помощью наждачной бумаги возможна, но, по сравнению с изделиями из ABS-пластика, затруднительна. Такой тип обработки может быть использован лишь в совокупности, например, с химической обработкой. PLA-пластик достаточно хорошо поддается химической обработке. Наиболее распространенным растворителем является хлористый метилен (дихлорметан). Обработку производят путем погружения модели в растворитель на несколько секунд.
Необходимо помнить, что при использовании растворителей необходимо соблюдать соответствующие меры безопасности.
Для обработки изделий из PLA-пластика также можно использовать полиэфирные шпатлевки, акриловые грунты и краски.
Как правила, изделия, напечатанные PLA-пластиком, имеют качественные финиш

ABS-пластик является наиболее дешевым материалом для 3D печати. Для работы с ABS-пластиком необходимо наличие опыта работы на 3D принтере и понимание основных процессов, происходящих с полимером во время печати.
В связи с тем, что для ABS-пластика характерна определенная степень усадки и слабая адгезия к чистому алюминию и стеклу, то перед началом работы с этим полимером необходимо подобрать подходящий адгезив. Существует достаточно большое количество способов повышения адгезии к печатному столу. Выделим некоторые из них: клей БФ-2, раствор ABS-пластика в ацетоне и столярный клей PVA. Для удобства работы рекомендуем иметь в наличии сменные стекла под размеры стола Вашего принтера и, впоследствии, все адгезивы наносить именно на них. Стоит помниить, что не все способы могут работать в каждом конкретном случае из-за совокупности многих факторов. При использовании вышеперечисленных адгезивов, рекомендуемая температура стола должна составлять порядка 110°С. Данная температура позволит повысить адгезию расплава полимера и снизить напряжение, возникающее на плоскости контакта из-за процесса усадки. Повышению адгезии к столу также способствует установление более высокой температуры расплава для первого слоя, его большая толщина, меньшая ширина экструзии первого слоя, хорошая калибровка стола, печать брима.
Рекомендуемые температуры печати для ABS-пластика составляют от 245 до 260°С. Высокая скорость печати требует более высокую температуру сопла, так как ключевым моментом здесь является температура расплава. В данном диапазоне температур будет наблюдаться наилучшее сплавление слоев, которое, в свою очередь, будет зависеть и от таких факторов, как температура потока воздуха, интенсивность обдува модели, наличие сквозняков. В частности, по этим причинам настоятельно рекомендуется печатать ABS-пластиком в термокамере. Стоит отметить, что термистор (или термопара) экструдера должны быть откалиброваны и отображать реальную температуру сопла.
ABS-пластик легко поддается механической и химической обработке. В качестве растворителя при химической обработке используют ацетон. В результате воздействия паров ацетона или обработки смоченной тканью поверхность модели сглаживается. Для обработки также используются полиэфирные шпатлевки, акриловые грунты и краски. Используйте все способы обработки и добивайтесь впечатляющих результатов!

На что стоит обратить внимание при печати, в сравнении с ABS, PLA, HIPS:

Потребуется уменьшить глубину ретракта и снизить скорость втягивания прутка, что связано с пониженной жесткостью и твердостью материала.
Может потребоваться регулировка прижимного ролика толкающей шестерни.
Температура печати может варьироваться от 225 до 240°С в зависимости от скорости и диаметра сопла.
Возможна печать на чистом стекле без использования адгезивов, на силу адгезии будет влиять температура стекла, калибровка стола, ширина экструзии первого, предварительное обезжиривание поверхности с помощью спирта или ацетона.
При печати необходимо использовать обдув модели, но излишнее охлаждение может снизить межслойную адгезию.

На что стоит обратить внимание при печати прозрачных изделий:

Прозрачность достигается химической обработкой модели, при этом ключевым условием является печать стенки в один периметр, что позволяет обработать слой с помощью растворителя с обеих сторон.
При печати ваз, во избежание швов на поверхности, необходимо использовать функцию Spiral vase для плавного перехода от слоя к слою. При этом, для корректной работы этой функции, модель не должна содержать никаких внутренних поверхностей, внутри модель должна быть монолитной (без полости).
Наибольшая прозрачность модели после химической обработки будет наблюдаться у моделей с большей высотой слоя; например, для сопла 1,5 мм будет достаточно толщины слоя 0,35 мм
При отсутствии сопла необходимого диаметра, ширину экструзии можно нарастить при помощи увеличения коэффициент подачи (текучесть, flow, extrusion multiplier), толстая стенка может понадобиться для имитации стеклянной бутылки

Видео-советы. Это интересно!

Введение
Снятие поддержек
Шлифование
Холодная сварка
Заполнение промежутков
Полировка
Грунтовка и покраска
Обработка парами растворителя (Ацетон для ABS)
Погружение в растворитель
Покрытие эпоксидной смолой
Покрытие металлом

Введение

Представляем подробное руководство, описывающее различные варианты последующей обработки для печатных моделей при FDM печати. FDM 3D-печать лучше всего подходит для простых прототипов, изготовленные которых занимает достаточно короткое время. При FDM печати преобладают ровные линии, что делает постобработку важным шагом, особенно если требуется ровная поверхность. Некоторые методы постобработки могут улучшить результат после FDM печати. В этой статье будут рассмотрены наиболее распространенные методы обработки распечатанных 3D-моделей и пластик 3D принтера подходящий для данных целей.

Обработанные FDM-модели (слева направо): холодная сварка; заполнение зазоров; необработанная, шлифованная, полированная, окрашенная и с эпоксидным покрытием поверхности

Снятие поддержек

Удаление поддержек является первым этапом последующей обработки при сложной печати. Поддержки бывают двух типов: растворимые и нерастворимые. В отличие от других методов постобработки, обсуждаемых в этой статье, удаление поддержек является обязательным процессом, хотя и не служащим гарантией улучшением качества поверхности.

Удаление нерастворимой поддержки

Напечатанная модель без снятия поддержек, плохое снятие поддержек и качественное удаление поддержки (слева направо).

Набор инструментов:

Плоскогубцы
Набор зубных щеток

Процесс: Материал поддержек обычно можно удалить, приложив небольшие усилия, а очистка материала в труднодоступных местах (например, отверстиях или углублениях) может быть достигнута с помощью зубных щеток и плоскогубцев. Хорошо размещенные конструкции подложки и правильная ориентация печати могут значительно снизить эстетическое негативное воздействие материала поддержки на окончательный результат.

Не изменяет общую геометрию детали

Очень быстрый способ

Оставляет на поверхности печати следы

Несущие конструкции оставляют после себя остатки материала из-за чего точность и внешний вид печати ухудшается

Удаление растворимой подложки

Набор инструментов:

Контейнер
Растворитель

Процесс: Стандартные растворяющиеся материалы модели удаляются при помещении ее в ванну с соответствующим растворителем до тех пор, пока материал поддержки полностью не растворится. Подложка обычно печатается из следующих материалов:

HIPS пластик (обычно используется с ABS пластиком)
PVA пластик (обычно используется с PLA пластиком)

Стеклянные контейнеры, напрмер, стеклянная банка, - наиболее подходящие емкости для растворения материала. Для растворения в воде подойдет любой контейнер из непористого материала. Для печати HIPS/ABS нужно приготовить жидкость в соотношении 1:1 из лимонной кислоты и изопропилового спирта, которые очень хорошо работают при быстром снятии поддержки. Многие другие вспомогательные материалы, такие как PVA (используется с пластиком PLA) и HydroFill (с пластиками PLA и ABS), очень легко растворяются в простой воде.

Совет! Ускорить время растворения материала поддержки можно с помощью ультразвукового очистителя и замены растворителя, как только он станет насыщать материал модели. Использование теплого (не горячего) растворителя также ускорит время, необходимое для растворения материала (если ультразвуковой очиститель недоступен).

Позволяет создавать детали со сложной геометрией в случаях, где стандартное удаление поддержки невозможно

Отличный результат на гладких поверхностях, где подложка плотно контактирует с деталью

Неправильное применение растворителя в моделях может привести к эффекту отбеливания и деформации печати

Оставляет на поверхности детали следы и пятна.

Может привести к небольшим отклонениям или образованию раковин, если растворимый материал попадет на объект во время печати.

Шлифование

Отшлифованная модель из ABS пластика

Набор инструментов:

Наждачная бумага с зернистостью 150, 220, 400, 600, 1000 и 2000
Ткань
Зубная щетка
Респиратор

Процесс: После того, как подложка удалена или растворилась, можно выполнить шлифование модели, чтобы сгладить шероховатости и неровности, а также удалить явные недостатки, такие как неровности или остатки поддержки. Начальный размер зернистости наждачной бумаги зависит от толщины слоя и качества печати: для толщины слоя 200 микрон и ниже шлифование можно начинать с зернистости 150. Если присутствуют явные дефекты или объект был напечатан при высоте слоя 300 микрон или выше, можно использовать для шлифования меньшую зернистость – 100.

Шлифование должно продолжаться до зернистости 2000, после общих ступеней шлифования (первый подход – зернистость 220, второй – 400, третий – 600, четвертый – 1000 и, наконец, 2000). Рекомендуется намочить модель, чтобы уменьшить трение и поддерживать чистоту наждачной бумаги. Модель должна быть очищена зубной щеткой и мыльной водой, а затем тканью между всеми элементами детали, где проходило шлифование, - что важно для удаления образовавшейся пыли. Для получения гладкой и блестящей поверхности детали напечатанной на 3д принтере можно шлифовать наждачной бумагой с зернистостью до 5000.

Совет! Шлифуя наждачной бумагой, совершайте небольшие круговые движения равномерно по всей поверхности детали. Может возникнуть соблазн использовать ее строго перпендикулярно ил параллельно печатным слоям, однако это может привести к образованию глубоких царапин на детали. Если деталь обесцвечивается или если есть много мелких царапин при шлифовании, то можно использовать тепловой пистолет для мягкого нагрева поверхности, чтобы убрать некоторые из дефектов.

Обеспечивает чрезвычайно гладкую поверхность

Сделать дополнительную постобработку (например, окраску, полировку и эпоксидное покрытие) очень просто

Трудности при использовании для сложных поверхностей и при шлифовании небольших деталей

При слишком интенсивном шлифовании (если удалено много материала) может пострадать точность печати

Холодная сварка

Две части моделей распечатанных из ABS пластика, соединенные холодной сваркой

Набор инструментов:

Ацетон (для ABS)
Клей (для PLA)

Процесс: Когда размер печатаемой модели превышает максимальный объем принтера, модель часто разбивают на более мелкие детали, которые затем собирают вместе после печати. Для PLA пластика и других материалов сборка может выполняться с использованием клея марки Bond-O или другого клея, соответствующего типу пластика. При использовании ABS пластика компоненты могут быть «сварены» с использованием ацетона. Поверхности, которые необходимо соединить, следует слегка смазать ацетоном, и прочно удерживать вместе (или зажать в тисках), до тех пор, пока большая часть ацетона не испарится. В процессе этого части модели соединятся друг с другом в процессе химической реакции.

Совет! Увеличение площади поверхности нанесения ацетона приведет к увеличению прочности соединения. Это можно сделать, включив в конструкцию взаимоблокирующие (замковые) соединения.

Ацетон не изменяет цвет поверхности модели так же, как и применяемые клеи

После высыхания соединение сохранит все свойства ABS, что благотворно скажется на дальнейшей обработке, делая ее более простой

Соединение, образованное «сваривающимися» частями ABS вместе с ацетоном, не такое же прочное, как печать цельной модели

Избыточное использование ацетона может интенсивно растворять деталь и отрицательно влиять на итоговую модель

Заполнение промежутков

Модель их ABS пластика, покрытая заполнителем с последующей шлифовкой

Набор инструментов:

Эпоксидная смола (только для небольших неровностей)
Заполнение наполнителем (для больших неровностей и соединений)
Пластик ABS и ацетон (только для небольших неровностей и ABS печати)

Процесс. После шлифовки печатных моделей или растворения поддержек нередко возникают пробелы в печати. Во время печати нередко формируются промежутки (свободное пространство между слоями), когда слои являются неполными из-за неисправности 3D принтера или плохих настроек. Небольшие промежутки и пустоты могут быть легко заполнены эпоксидной смолой и могут не требовать дополнительной обработки. Большие зазоры или пустоты, образовавшиеся в результате склейки деталей, могут быть успешно заполнены специальным наполнителем, что потребует дополнительной шлифовки после высыхания. При данной процедуре используется подходящий для этой цели наполнитель, который может быть легко отшлифован и окрашен после полного застывания. Он очень прочен и не ослабляет соединение. Напротив, части, соединенные наполнителем, как правило, более прочные, чем родной пластик.

Зазоры при печати ABS пластиком также могут быть заполнены при помощи суспензии, состоящей из пластика ABS и ацетона, которая, вступая в химическую реакцию, реагирует с моделью ABS и проникает в любые пустоты на ее поверхности. Рекомендуемое соотношение: 1 часть ABS к 2 частям ацетона, что в свою очередь не будет оказывать существенного влияния на чистоту поверхности в районе зазора при правильном ее применении.

Совет! Если при шлифовке появляются следы, заполните пробелы клеем Bond-O или эпоксидной смолой, затем дайте высохнуть. Это значительно сократит общее время, необходимое для получения гладкой поверхности.

Эпоксидная смола легко шлифуется и грунтуется

Суспензия ABS будет того же цвета, что и модель, (если используется подходящая нить) поэтому не будет обесцвечивания поверхности

Наполнитель или другой эпоксидный полиэфир при высыхании могут приобретать оттенок, отличающийся от основной детали

Для достижения приемлемого результат требуется дополнительное шлифование

Если удалено слишком много материала при интенсивном шлифовании может пострадать точность печати

Полировка

Набор инструментов:

Полирующий состав
Наждачная бумага 2000 зернистости
Ткань
Зубная щетка
Полировочный диск или салфетка из микрофибры

Процесс: После шлифовки модели можно наносить полирующий состав для получения зеркальной поверхности на стандартных пластиках, таких как ABS и PLA. После того, как модель будет отшлифована 2000-ой наждачной бумагой, необходимо удалить образовавшуюся пыль тканью, затем очистить ее в теплой воде при помощи зубной щетки. Дайте достаточно времени модели для высыхания и затем отполируйте ее полировочным составом (например Blue Rouge) при помощи шлифовального круга или салфетки из микрофибры. Blue Rogue – это разновидность ювелирной полироли, разработанной специально для пластика и обеспечивающей максимальную защиту поверхности. Другие полироли (например, для автомобильных фар), также неплохо работают, но некоторые из них могут включать химические вещества, которые могут повредить материал модели.

Совет! Прикрепите полировочный диск к Dremel (или другому подходящему электроинструменту) для полировки мелких деталей. Шлифовальный станок можно использовать для полировки более крупных деталей, но важно помнить, что во избежание расплавления пластика нельзя полировать одно место слишком долго.

Полировка производится без использования каких-либо растворителей, которые могут деформировать модель и ухудшать конечный результат

Позволяет получить зеркальную отделку (при соблюдении правил полировки), по качеству не уступающую поверхностям, получаемым методом литья

Для получения отличного результата требуется совсем немного полироли, что делает этот метод очень экономичным

Перед полировкой модель должна быть тщательно отшлифована, если требуется зеркальное покрытие, в противном случае можно получить неудовлетворительный результат

Отполированную поверхность нельзя грунтовать и красить

Грунтовка и покраска

Деталь из PLA пластика, окрашенная в черный цвет

Набор инструментов:

Ткань
Зубная щетка
Наждачная бумага с зернистостью 150, 220, 400 и 600
Аэрозоль для пластиковых поверхностей
Краска
Полировальные палочки
Полировальная бумага
Малярная лента (если используется несколько цветов)
Одноразовые перчатки и маска для лица

Процесс: После того, как модель будет отшлифована (достаточно наждачной бумаги с 600 зернистостью), деталь можно грунтовать. Грунтование выполняется специальной аэрозольной грунтовкой двумя слоями. Аэрозольная грунтовка, предназначенная для окраски моделей, обеспечивает равномерное покрытие финишного слоя и является достаточно тонкой, чтобы поверхность модели не была затемнена до начала окраски. Другие виды грунтовки могут требовать значительного шлифования. Распылите первый слой аэрозольной грунтовки короткими, быстрыми движениями с расстояния 15-20 см от детали, чтобы избежать подтеков и наплывов. Дайте грунтовке высохнуть и удалите все излишки при помощи 600-ой наждачной бумаги. Нанесите финишный слой грунтовки короткими, быстрыми движениями и попытайтесь избежать нанесения чрезмерного количества материала.

Как только грунтовка будет завершена, можно приступать к окраске. Покраска может быть выполнена с использованием акриловых красок, специальных кистей, аэрографа или аэрозоля, что обеспечит более гладкую поверхность. Обычная краска из строительного магазина более вязкая и более сложная в нанесении, поэтому лучше использовать краски, специально разработанные для окраски 3D-моделей. Загрунтованную поверхность следует хорошенько отполировать (полировальными палочками, специальными салфетками, которые можно приобрести в интернете), затем очистить поверхность с помощью ткани. Начинать покраску модели лучше легкими мазками. После нанесения 2-4 слоев краска станет непрозрачной и поэтому следует сделать 30-минутный перерыв для того, чтобы дать нанесенным слоям высохнуть. Осторожно отполируйте поверхность полировальными палочками. Повторите этот процесс для каждого отдельного цвета.

Совет! Отдельные части 3D-модели можно обернуть малярной лентой для сохранения первоначального цвета, если это необходимо. Как только все слои краски будут нанесены, удалите ленту и отполируйте поверхность детали полировальной бумагой.

Позволяет получить хорошую деталировку мелких деталей

Обеспечивает максимально полное соответствие визуального восприятия полученной копии с образцом, независимо от используемого материала

Окрашивание и грунтование добавляют придают визуальный объем, что может вызвать проблемы, если деталь является частью модели

Приобретение высококачественной аэрозольной краски или аэрографа может увеличить стоимость

Обработка парами растворителя

Обработанная черная полусфера из ABS пластика

Набор инструментов:

Ткань
Герметичный контейнер
Растворитель
Бумажные полотенца
Алюминиевая фольга (или другой устойчивый к действию растворителя материал)
Маска для лица
Химически стойкие перчатки

Процесс: Выстелите дно контейнера и по возможности боковые стенки бумажными полотенцами. Крайне важно, чтобы пар не испортил саму камеру. Рекомендуется использовать стеклянные и металлические контейнеры. Добавьте достаточное количество растворителя, чтобы слегка увлажнить, но не намочить полностью бумажные полотенца. В то же время растворителя должно быть достаточно, чтобы полотенце прилипло к боковым стенкам контейнера. Ацетон хорошо известен своей способностью «сглаживать» ABS пластик. При работе с любым растворителем, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами техники безопасности при работе с химическими веществами, и всегда соблюдайте соответствующие меры предосторожности. Небольшую подложку из алюминиевой фольги или другого подходящего материала следует поместить в середину контейнера, выложенного бумажным полотенцем. Поместите модель на подложку и закройте крышку контейнера. Для полировки парами растворителя требуется определенное количество времени, поэтому периодически проверяйте деталь. Чем выше температура в контейнере, тем выше скорость сглаживания, но следует соблюдать осторожность, чтобы концентрация паров растворителя не привела к возгоранию.

Совет! Вынимая модель из камеры старайтесь не прикасаться к ней, чтобы не оставить отпечатки, а просто удалите ее из контейнера. Неосторожные прикосновения к модели могут способствовать к возникновению дефектов на размягченной поверхности модели. Постарайтесь убрать все остатка растворителя на модели при помощи мягкой ткани.

Внимание! Многие аэрозольные растворители являются легко воспламеняющимися/взрывоопасными, а их пары вредны для здоровья человека. Будьте предельно осторожны при нагревании растворителей и всегда используйте/храните растворитель в хорошо проветриваемом помещении.

Сглаживает много мелких дефектов модели без необходимости в дополнительной работе

Создает очень гладкую поверхность

Доступные и недорогие материалы

Невозможно полностью устранить изъяны в печати

Процесс сглаживания «растворяет» внешнюю оболочку детали и поэтому может сильно повлиять на итоговый результат

Отрицательно влияет на прочность модели из-за изменения свойств материала

Погружение в растворитель

Набор инструментов:

Безопасный контейнер
Растворитель
Крючок или небольшой винт
Проволока
Маска для лица и химически стойкие перчатки

Процесс: Убедитесь, что используемый контейнер достаточно широкий и достаточно глубокий для полного погружения модели в растворитель. Заполните контейнер соответствующим количеством растворителя, соблюдая осторожность, чтобы свести к минимуму разбрызгивание. Как и при сглаживании парами, ацетон следует использовать для погружения пластика типа ABS, а растворители типа MEK или THF можно использовать для погружения деталей из PLA пластика. PLA довольно устойчив к воздействию растворителя, поэтому может потребоваться несколько попыток, чтобы достичь желаемого результата. Подготовьте модель для погружения, завинтив крючок или небольшой винт на незаметную поверхность модели. Проденьте проволоку через ушко крючка или вокруг винта, чтобы модель могла быть опущена в контейнер. Если проволока слишком тонкая, будет сложно удержать модель при погружении.

Как только деталь будет подготовлена, быстро погрузите ее полностью в растворитель не более чем на несколько секунд при помощи проволоки. Через несколько секунд вытащите модель из контейнера и подвесьте ее за проволоку для сушки. Важно, чтобы растворитель полностью испарился с поверхности. Деталь можно осторожно встряхнуть после вынимания из контейнера, чтобы ускорить сушку.

Совет! Если после сушки модель имеет непрозрачный белый цвет, ее можно на некоторое время подвесить над контейнером с растворителем. Это позволит получить нормальный цвет и обеспечить блеск.

Сглаживает поверхность модели намного быстрее, чем полировка парами растворителя.

Образуется меньше паров растворителя, что лучше с точки зрения безопасности

Очень интенсивно воздействует на поверхность модели, поэтому итоговый результат может быть неудовлетворительным

Слишком долгое погружение может привести к полной деформации модели и существенному изменению свойств материала

Покрытие эпоксидной смолой

Модель из черного ABS , показывающая наполовину покрыта эпоксидной смолой и наполовину необработанна

Набор инструментов:

2-компонентная эпоксидная смола (например, XTC-3D)
Аппликатор для нанесения смолы
Контейнер для смешивания
Наждачная бумага с зернистостью 1000 и выше

Процесс. После того, как модель будет отшлифована (начальное шлифование даст лучшие конечные результаты), тщательно очистите ее тканью. Смешайте смолы и отвердители в правильном соотношении (как указано в инструкции). Эпоксидные смолы обладают экзотермическими свойствами, поэтому не рекомендуется использовать стеклянные контейнеры и контейнеров, состоящих из материалов с низкой температурой плавления. Рекомендуются контейнеры, специально предназначенные для смешивания эпоксидных смол. Неправильное соотношение увеличивают время высыхания, и эпоксидная смола никогда не высохнет полностью, и будет иметь липкую поверхность. XTC-3D - это специализированное покрытие, предназначенное для 3D-печати, но любая двухкомпонентная эпоксидная смола будет хорошо работать в том случае, если она приготовлена правильно. Тщательно перемешайте смолу и отвердитель в соответствии с инструкцией, плавными круговыми движениями, чтобы минимизировать количество пузырьков воздуха. Учтите, что даже для небольшого количества эпоксидной смолы требуется достаточно много времени для полимеризации.

Нанесите первый слой эпоксидной смолы тонким слоем, используя аппликатор, и попытайтесь свести к минимуму выравнивания выпуклых и вогнутых частей модели. Как только модель будет достаточно покрыта, дайте эпоксидной смоле полностью высохнуть согласно инструкции производителя. После нанесения первого слоя модель должна быть отшлифована мелкой наждачной бумагой (1000-ой или выше), чтобы устранить все недостатки. Удалите пыль с помощью мягкой ткани и нанесите второй слой эпоксидной смолы, следуя той же процедуре. Количество слоев зависит от качества печати.

Тонкий слой эпоксидной смолы способствует тому, внешний вид копии был идентичен оригиналу

Обеспечивает образование прочной защитной оболочки вокруг модели

Линии поверхностного слоя все еще будут видны под слоем эпоксидной смолы

Применение слишком большого количества эпоксидной смолы может привести к «объединению» деталей модели и кромок, придавая поверхности неприглядный внешний вид

Покрытие металлом

Никелированный структурный элемент из FDM платиска с использованием технологии RepliKote

Набор инструментов (для покрытия в домашних условиях):

Раствор для электроформования - раствор для электроформования можно сделать путем смешивания соли металла с кислотой и водой, но, если нет возможности обеспечить точные пропорции, сложно получить качественную отделку. Покупка готового раствора (например, раствор Midas) обеспечит решение этой проблемы
Анод - материал анода должен соответствовать металлу раствора для электроформирования, поэтому если в растворе используется сульфат меди, то необходимо использовать медный анод. Можно использовать любой объект из металлического покрытия (например, медный провод) или можно приобрести тонкую полоску металла, предназначенную специально для этих целей
Проводящая краска или ацетон с графитом - поверхность модели должна быть проводящей для покрытия, что можно обеспечить путем нанесения токопроводящей краски или раствора графита с ацетона в пропорции 1:1. Токопроводящая краска будет работать по любому печатному материалу, но раствор графита с ацетоном работает только по ABS пластику.
Блок питания – как вариант можно использовать аккумуляторную батарею, но батарея не так эффективна и не будет давать результаты так быстро, как при использовании блока питания. Блок питания также является более безопасным вариантом, так как его можно проще отключить в случае необходимости
Проводящий винт или крюк
Непроводящая емкость
Свинец
Диэлектрические перчатки и защитные очки - электроформирующие растворы могут вызвать повреждение глаз, поэтому необходимо использовать защитные очки. Они также могут раздражать кожу и проводят электрический ток в процессе гальванирования, поэтому всегда следует использоваться токонепроводящие перчатки.

Процесс: Металлическое покрытие может быть выполнено с помощью гальванирования в домашних условиях или на производстве. Качественное металлическое покрытие требует профессиональных навыков и специального оборудования. Для профессиональной отделки и более широкого выбора вариантов покрытия, в том числе хромирования, обратиться в специализированную компанию – лучший вариант. Ниже будет описан процесс гальванирования медью.

Гальванирование в домашних условиях может быть выполнено с использованием меди или никеля в качестве базового слоя, который затем может быть покрыт другим металлом. Крайне важно, чтобы поверхность модели была максимально гладкой до нанесения покрытия, так как любые неровности и шероховатости проявляться на поверхности после гальванирования. Подготовьте очищенную и отшлифованную модель, покройте пластик тонким слоем токопроводящей краски или раствором ацетона с графитом (для моделей из ABS пластика). Дайте токопроводящему покрытию полностью высохнуть и при необходимости отполируйте его, чтобы обеспечить гладкую поверхность. Крайне важно минимизировать контакт с моделью в этот момент или одеть перчатки, так как, выделяемый кожный жир попадет на поверхность детали и ухудшить конечный результат.

Вставьте винт или крючок в малозаметную часть модели и присоедините к одному из выводов блока питания. Он будет служить катодом и должен быть подключен к отрицательной клемме блока питания. Прикрепите медный анод к положительной клемме. Заполните выбранную емкость достаточным количеством раствора для гальванирования, чтобы полностью покрыть модель. Опустите анод в емкость и включите блок питания. После этого поместите модель в емкость, чтобы она не контактировала с анодом в любой точке (будьте очень осторожны, если модель находится в емкости, система электропокрытия работает и любой контакт с раствором или анодом/катодом может привести к травме). Установите регулятор на напряжение 1-3 вольта и дождитесь, пока модель не будет полностью покрыта. Напряжение можно увеличить, чтобы ускорить время нанесения, но не более 5 вольт. Выключите блок питания, выньте модель и протрите ее салфеткой из микрофибры. Можно покройте модель лаком, чтобы защитить ее от окисления.

Металлическое покрытие увеличивает прочность пластиковой детали, что значительно расширяет возможности ее применения и использования

Наружное металлическое покрытие имеет очень тонкий слой, поэтому чтобы модель долго имела привлекательный внешний вид, нужно соблюдать технологию

Создает красивую поверхность, которая, если все сделано правильно, будет выглядеть гораздо привлекательней, чем необработанный трехмерный печатный объект

Гальванирование – более затратный способ постобработки деталей. Для получения профессиональных результатов требуется наличие специального оборудования

Гальванирование в домашних условиях может привести к травмам, если не соблюдаются меры безопасности

Технология FDM лучше всего подходит для быстрого создания малобюджетных прототипов. В FDM-распечатках обычно видны линии слоев, поэтому, если требуется получить гладкую поверхность, постобработка очень важна. Некоторые методы постобработки могут также сделать распечатку более прочной за счет изменения степени ее упругих свойств, плотности, структурных и текстурных особенностей.

В данной статье мы обсудим наиболее распространенные методы постобработки при FDM.

Прошедшие постобработку FDM-распечатки (слева направо): холодная сварка, заполнение пустот, необработанная, зачищенная шкуркой, отполированная, покрашенная и покрытая эпоксидкой. фото 3dhubs.com

Удаление поддержек

Удаление подпорок - это обычно первый этап постобработки при любой технологии 3D-печати, в которой они применяются. В целом подпорки можно разделить на две категории: стандартные и растворимые. В отличие от других методов постобработки, которые обсуждаются в этой статье, удаление подпорок является обязательным и не приводит к улучшению качества поверхности.

Изначальная распечатка с подпорками, плохое удаление подпорок, хорошее удаление подпоро. фото 3dhubs.com

Удаление стандартных подпорок

Инструментарий

Кусачки, острогубцы, щипцы
Зубная щетка, кисточка

Процесс

Обычно подпорки отделяются от распечатки без проблем, а очистить от подпорочного материала труднодоступные места (такие как отверстия или каверны) можно с помощью старенькой зубной щетки. Правильное расположение опорных структур и корректная ориентация при печати могут существенно уменьшить негативное влияние подпорок на то, как распечатка будет выглядеть в итоге.

Плюсы

Не меняет общую геометрию детали.
Процесс очень быстрый.

Минусы

Если от опорной структуры остаются излишки материала или отметины, точность и внешний вид распечатки страдают.

Удаление растворимых поддержек

Инструментарий

Растворитель
Ультразвуковой очиститель (опционально)

Процесс

Стандартные материалы растворимых подпорок удаляются с распечатки путем погружения ее в резервуар с соответствующим растворителем. Подпорки обычно печатаются:

HIPS (обычно с ABS)
PVA (обычно с PLA)

Стеклянная тара вроде банки для консервации отлично подойдет. Для обработки водой подойдет любой непористый сосуд. Для быстрого удаления подпорок с распечаток из HIPS/ABS потребуется раствор из равных долей Д-лимонена и изопропилового спирта. Многие другие материалы опорных структур, такие как PVA (с PLA) растворяются в обычной воде.

Профессиональные хитрости

Сократить время обработки раствором можно с помощью ультразвукового очистителя и заменой растворителя по мере его насыщения. Теплый (не горячий) раствор действует быстрее - подогрев пригодится, если нет очистителя.

Плюсы

Допускается сложная геометрия, для которой стандартный метод удаления подпорок невозможен.
Гладкая поверхность на местах крепления подпорок.

Минусы

Неправильное растворение подпорок может привести к появлению обесцвеченных пятен и перекосам распечатки.
Не удаляет линии от слоев, царапины и другие дефекты поверхности.
Может привести к появлению небольших лунок или отверстий, если растворимый материал во время печати просочился внутрь объекта.

Зачистка шкуркой

Зачищенная шкуркой серая ABS-распечатка

Инструментарий

Наждачная бумага с зерном
на 150, 220, 400, 600, 1000 и 2000
Тряпочка для протирки
Зубная щетка
Маска на лицо

Процесс

После того как подпорки удалены или растворены, можно провести ошкуривание, чтобы сгладить деталь и удалить все явные дефекты, такие как кляксы или отметины от подпорок. То, с какой шкурки начинать, зависит от толщины слоя и качества печати: для слоев в 200 микрон и меньше либо для распечаток без клякс можно взять для начала шкурку на P150. Если присутствуют кляксы, видимые невооруженным взглядом, или объект напечатан с толщиной слоя 300 мкм и более, зачистку следует начинать с P100.

Процесс можно продолжать до шкурки зернистостью P2000 (один из подходов предполагает переход на 220, затем на 400, 600, 1000 и, наконец, на 2000). С самого начала до самого конца рекомендуется влажное ошкуривание - это позволит избежать излишнего трения, которое может привести к повышению температуры и повредить объект, а также загрязнить саму наждачную бумагу. В промежутке между ошкуриваниями распечатку следует чистить зубной щеткой и промывать мыльной водой, после чего протирать тряпочкой, что позволит удалить пыль и избежать ее слипания. Для достижения гладкой, блестящей поверхности FDM-детали можно зачищать шкуркой даже P5000.

Профессиональные хитрости

Всегда производите ошкуривание небольшими круговыми движениями - равномерно по всей поверхности детали. Может возникнуть искушение зачищать перпендикулярно слоям или даже параллельно, но это может привести к образованию борозд. Если деталь после ошкуривания обесцветилась или на ней осталось много царапин, ее можно немного нагреть, чтобы размягчить поверхность и дать некоторым дефектам сгладиться.

Плюсы

Получается исключительно гладкая поверхность.
Значительно облегчается дальнейшая постобработка (покраска, полировка, сглаживание и покрытие эпоксидкой).

Минусы

Не рекомендуется для деталей с двумя или одной оболочками, поскольку ошкуривание может распечатку повредить.
Процесс сложен в случае изощренных поверхностей и наличия у объекта мелких деталей.

Холодная сварка

Две напечатанных ABS половинки детали, соединенные холодной сваркой

Инструментарий

Ацетон для ABS. Дихлорметан для PLA, ABS
Губчатый аппликатор

Процесс

Если размер объекта превышает рабочий объем принтера, объект печатают по частям и потом собирают. В случае PLA и некоторых других материалов, сборку можно произвести с помощью Дихлорметана или подходящего клея (выбор клея зависит от пластика). В случае ABS можно произвести «сварку» с использованием ацетона. Соприкасающиеся поверхности нужно слегка смочить ацетоном и плотно сжать или зажать и держать так до тех пор, пока большая часть ацетона не испарится. Так детали окажутся скрепленными между собой химическими связями.

Профессиональные хитрости

Увеличение площади поверхности ацетонового контакта увеличивает прочность соединения. в помощь.

Плюсы

Ацетон не так сильно меняет цвет поверхности, как большинство клеев.
После высыхания соединение приобретает свойства ABS, что делает дальнейшую обработку более простой и единообразной.

Минусы

Соединение деталей ABS холодной «сваркой» ацетоном не такое прочное, как если бы деталь была напечатана целиком.
Чрезмерное использование ацетона может привести к растворению детали и негативно повлиять на окончательный внешний вид, а также на допуски.

Заполнение пустот

Черная ABS распечатка, обработанная заполнителем и зачищенная

Инструментарий

Эпоксидная смола (только для небольших пустот)
Шпаклёвка для автомобильных кузовных работ (для больших пустот и соединений)
Филамент ABS и ацетон (только для небольших пустот в распечатках ABS)

Процесс

После того как деталь зачищена либо растворены растворимые подпорки, могут выйти наружу необычные пустоты. Эти пустоты образуются во время печати, когда слои оказываются неполными из-за каких-либо ограничений на траекторию движения печатающей головки, что зачастую оказывается неизбежным. Небольшие щели и пустоты можно легко заполнить эпоксидной смолой и никакой дополнительной обработки в этом случае не потребуется. Более крупные щели или пустоты, которые остаются при сборке объекта из нескольких частей, могут быть ликвидированы заполнителем для автомобильных кузовных работ, но после этого распечатку нужно будет еще раз ошкурить. Шпаклёвка работает великолепно, легко обрабатывается наждачкой и поддается покраске. Более того, детали, соединенные таким заполнителем, или залитые им пустоты оказываются прочнее исходного пластика.

Щели в ABS-распечатках можно также заполнять разжиженным с помощью ацетона ABS, который вступает в химическую реакцию с ABS-объектом и просачивается в имеющиеся пустоты. Рекомендуется делать такую замазку из 1 части ABS и 2 частей ацетона, тогда она при правильном применении не сильно испортит поверхность.

Дихлорметан работает для всех видов пластика: ABS, PLA, HIPS, SBS и др.

Эпоскидная смола также пригодится, если вы захотите сделать деталь,

Плюсы

Эпоксидный заполнитель легко зачищается и грунтуется, в результате чего получается отличная поверхность для покраски.
Раствор ABS того же самого филамента даст тот же самый цвет, так что на поверхности ничего не будет заметно.

Минусы

Заполнитель для автомобильных кузовных работ или другой полиэфирный эпоксидный клей после высыхания непрозрачен, так что на распечатке останутся обесцвеченные участки.
Для достижения равномерной поверхности требуется дополнительная обработка.
Если зачистка производится слишком агрессивно и удаляется слишком много материала, это может сказаться на внешнем виде детали.

Полировка

Модель из пластика PLA, отполированная. Фото rigid.ink

Инструментарий

Состав для полировки пластика
Наждачная бумага на P2000
Тряпочка для протирки
Зубная щетка
Полировальный круг или тряпочка из микрофибры

Процесс

После зачистки детали на нее можно нанести состав для полировки пластика, чтобы придать объекту из стандартного ABS или PLA зеркальный блеск. После того как деталь обработана шкуркой на 2000, надо тряпочкой удалить с распечатки пыль и промыть распечатку под теплой водой с использованием зубной щетки. Когда объект полностью высохнет, отполируйте его на полировальном круге или тряпочкой из микрофибры, добавляя по ходу дела состав для полировки, например тот которым полируют бижутерию. Они разработаны специально для пластика и синтетики и придают устойчивый блеск. Другие составы для полировки пластика, которые используются, например, для полировки автомобильных фар, тоже хорошо работают, но некоторые из них содержат химические вещества, которые могут повредить распечатку.

Профессиональные хитрости

Чтобы отполировать мелкие детали, насадите полировальный круг на Dremel (или другой роторный инструмент, например электродрель). Для более крупных и прочных деталей можно задействовать точильно-шлифовальный станок, только следите за тем, чтобы деталь не оставалась на одном месте слишком долго, а то пластик может от трения расплавиться.

Плюсы

Деталь полируется без растворителей, от которых ее может перекосить или от которых могут измениться ее допуски.
Если зачистка и полировка выполнены правильно, получается зеркально-гладкая поверхность, очень похожая на литую.
Полировка и зачистка пластика крайне экономичны, что делает этот метод достижения качественной доводки весьма рентабельным.

Минусы

Если хочется добиться зеркально-гладкой поверхности, перед полировкой деталь должна быть тщательно зачищена, что может сказаться на допусках.
После полировки грунтовка или краска уже не пристают.

Грунтовка и покраска

Серая FDM-распечатка из PLA, покрашенная аэрозольной краской в черный цвет. 3dhubs.com

Инструментарий

Тряпочка для протирки
Зубная щетка
Наждачная бумага с зерном на 150, 220, 400 и 600
Аэрозольная грунтовка для пластика
Финишная краска
Полировальные палочки
Полировальная бумага
Маскировочная лента (только если предполагается несколько цветов)
Нитриловые перчатки и соответствующая маска на лицо

Процесс

После того как распечатка должным образом зачищена (при покраске достаточно дойти до шкурки P600), ее можно грунтовать. Аэрозольную грунтовку для пластика следует наносить двумя слоями. Эта грунтовка предназначена для последующей покраски моделей, обеспечивает ровное покрытие и при этом достаточно тонкая, чтобы не скрывать мелкие элементы. Толстая грунтовка, которая продается в хозяйственных магазинах, может комковаться, и тогда придется серьезно поработать наждачной бумагой. Короткими нажатиями с расстояния 15-20 см от объекта нанесите первое аэрозольное покрытие, стараясь делать это равномерно. Дайте грунтовке высохнуть и зачистите неровности шкуркой на 600. Легкими быстрыми нажатиями нанесите второй слой аэрозоля, тоже очень осторожно и равномерно.

Когда грунтование закончено, можно приступать к покраске. Красить можно и художественными акриловыми красками и кисточками, но пульверизатор обеспечит более гладкую поверхность. Аэрозольные краски из хозяйственного магазина густые и вязкие, их трудно контролировать, так что нужно использовать такие, которые разработаны специально для моделирования. Загрунтованная поверхность должна быть отшлифована и отполирована (палочки для шлифовки и полировки, которые применяются в маникюрных салонах, можно приобрести через интернет, они отлично подходят для нашей задачи), а потом протерта тряпочкой. Краска должна наноситься на модель очень тонкими слоями, первые слои должны быть прозрачными. Когда красочное покрытие станет непрозрачным (это обычно 2-4 слоя), дайте модели минут 30 отдохнуть, чтобы краска высохла полностью. Аккуратно отполируйте красочный слой маникюрными палочками, повторите процедуру для каждого из цветов (между каждой наносимой краской).

Отдельные части модели можно закрыть маскировочной лентой, чтобы цвета, если их несколько, не смешивались. Когда покраска завершена, удалите маскировочную ленту и отполируйте объект полировальной бумагой. Полировальная бумага, например 3M или Zona, бывает разной зернистости, продукт это относительно новый. Она продается пачками в разных интернет-магазинах, и после обработки этой бумагой красочный слой или финишное покрытие будет буквально сиять - и такого эффекта ничем другим не добиться. Нанесите 1-2 слоя финишного покрытия, чтобы защитить краску, и дайте ему полностью просохнуть. Финишное покрытие выбирается в соответствии с рекомендациями производителя краски. Если финишное покрытие и краска несовместимы, это может сделать бессмысленной всю вашу работу по покраске, так что совместимость здесь очень важна.

Профессиональные хитрости

Когда работаете с аэрозольной краской, не встряхивайте баллончик! Важно не смешать пигмент или грунтовку с пропеллентом (выталкивающим газом), в результате чего в спрее образуются пузырьки. Вместо этого баллончик нужно 2-3 минуты повращать, чтобы смешивающий шарик перекатывался, как жемчужина, а не бренчал.

Плюсы

Отличный результат, если учесть все нюансы процесса и попрактиковаться.
С конечным видом объекта можно делать все что угодно, каким бы материалом он ни был напечатан.

Минусы

Грунтовка и краска увеличивают объем модели, что сказывается на допусках и может стать проблемой, если речь идет о детали более крупного объекта.
Высококачественная аэрозольная краска или пульверизатор увеличивают затраты.

Сглаживание парами

Сглаженная парами черная полусфера, напечатанная ABS

Инструментарий

Тряпочка для протирки
Стойкий к воздействию растворителя герметичный контейнер
Растворитель
Бумажные полотенца
Алюминиевая фольга (или иной стойкий к воздействию растворителя материал)

Процесс

Проложите дно контейнера бумажными полотенцами, если возможно - и по стенкам. Критически важно, чтобы пары не могли повредить контейнер, а сам контейнер был герметичен. Рекомендуется использовать стеклянный или металлический контейнер. Нанесите достаточное количество растворителя на бумажные полотенца так, чтобы их смочить, но не пропитать - это также поможет им лучше прилипнуть к стенкам. Ацетон славится своей способностью сглаживать ABS. PLA можно сгладить разными другими растворителями (неплохо работает Дихлорметан), но этот пластик, как правило, значительно хуже поддается такой обработке, чем ABS. При работе с любыми растворителями, пожалуйста, соблюдайте технику безопасности при обращении с химическими веществами и всегда принимайте соответствующие меры предосторожности. В центр проложенного бумажным полотенцем контейнера нужно установить небольшой «плот» из алюминиевой фольги или другого стойкого к растворителю материала. Поставьте распечатку на «плот» (любой стороной на ваш выбор) и закройте крышку контейнера. Полировка парами может занимать разное время, так что периодически проверяйте распечатку. Чтобы увеличить скорость полировки, контейнер можно подогреть, но делать это надо осторожно, чтобы не случилось взрыва.

При извлечении распечатки из контейнера постарайтесь к ней никаким образом не прикасаться, оставьте ее на «плоту», доставайте их вместе. Во всех тех местах, которыми распечатка с чем-нибудь контактировала, будут дефекты, поскольку внешний слой окажется недорастворенным. Перед тем как с ней работать, дайте распечатке полностью «продышаться», чтобы все пары растворителя улетучились.

ПРИМЕЧАНИЕ. Многие аэрозоли и/или распыляемые растворители огне- или взрывоопасны, их испарения могут быть вредны для человека. Будьте крайне осторожны при нагревании растворителей, всегда работайте с ними и храните их в хорошо проветриваемом помещении.

Плюсы

Многие небольшие кляксы, а также в значительной мере линии слоев сглаживаются без дополнительной обработки.
Поверхность распечатки становится исключительно гладкой.
Процедура очень быстрая, ее можно провести, используя широко доступные материалы.

Минусы

Не «залечивает» щели, не полностью скрывает линии слоев.
В процессе сглаживания внешний слой распечатки растворяется, что очень сильно сказывается на допусках.
Отрицательно сказывается на прочности распечатки из-за изменения свойств ее материала.

Погружение

Модель из PLA, обработанная погружением в Дихлорметан. Фото rusabs.ru

Инструментарий

Стойкая к воздействию растворителя емкость
Растворитель
Крючок с проушиной или винтик
Большого сечения проволока для скульптуры или ландшафтного дизайна
Сушилка или сушильная рама
Маска на лицо и химически стойкие перчатки

Процесс

Убедитесь, что используемый контейнер достаточно широк и глубок для того, чтобы в находящийся в нем раствор распечатка погружалась полностью. Заполните контейнер соответствующим количество растворителя - будьте осторожны, старайтесь не брызгать. Как и для сглаживания парами, для сглаживания погружением распечаток из ABS можно использовать ацетон, его легко найти в магазине, а для PLA - Дихлорметан, он также хорошо справляется с ABS, HIPS, SBS и многими другими материалами. PLA довольно стоек к сглаживанию растворителем, так что может понадобиться несколько заходов, чтобы добиться желаемого результата. Подготовьте распечатку к погружению, ввинтив ей в незаметное место крючок или винтик с проушиной. Проденьте в проушину или обмотайте вокруг винтика проволоку так, чтобы распечатку можно было погружать в растворитель. Если проволока слишком тонкая, она не сможет противостоять действующей на распечатку выталкивающей силе, и погружать объект будет непросто.

После того как распечатка подготовлена, с помощью проволоки полностью погрузите ее на несколько секунд в растворитель. Извлеките распечатку и повесьте ее за проволоку в сушилку или на сушильную раму, чтобы растворитель полностью испарился с поверхности. После извлечения распечатку можно осторожно потрясти, чтобы облегчить процесс просушки и убедиться, что растворитель не скопился в углублениях.

Профессиональные хитрости

Если после просушки на распечатке появился непрозрачный белесый налет, это можно исправить, некоторое время подержав объект над баней из растворителя, чтобы его пары слегка растворили поверхность. Так можно восстановить исходный цвет распечатки и добиться блестящего внешнего слоя.

Плюсы

Поверхность распечатки сглаживается значительно быстрее, чем при полировке парами.
Образуется значительно меньше испарений, чем при других методах полировки растворителем, поэтому данный метод менее опасен.

Минусы

Поверхность сглаживается очень агрессивно, так что о допусках можно забыть.
Слишком долгое погружение может привести к полной деформации объекта и значительному изменению свойств материала.

Эпоксидное покрытие

Черная распечатка из ABS, наполовину покрытая эпоксидной смолой, наполовину — не покрытая

Инструментарий

Двухкомпонентная эпоксидная смола
Губчатый аппликатор
Емкость для смешивания
Наждачная бумага на P1000 или тоньше

Процесс

После того как распечатка зачищена (предварительная зачистка дает лучший конечный результат), тщательно протрите ее тряпочкой. Смешайте смолу и отвердитель в указанной в инструкции пропорции, точно отмеряя все объемы. Процесс отверждения эпоксидной смолы - экзотермический, поэтому следует избегать стеклянных контейнеров и контейнеров из материалов с низкой температурой плавления. Рекомендуется использовать контейнеры, которые специально предназначены для смешивания эпоксидных смол. Неправильное соотношение смолы и отвердителя может привести к увеличению времени отверждения или вообще к тому, что отверждения не произойдет и получится вечно липкая субстанция. Перемешивайте смолу и растворитель, как указано в инструкции, - тщательно, плавными движениями, чтобы свести к минимуму количество воздушных пузырьков, остающихся внутри смеси. Нужно совсем немного эпоксидки, а большинство таких смол работают только в течение 10-15 минут, так что планируйте всё соответственно.

Нанесите губкой-аппликатором первый слой эпоксидной смолы, стараясь избегать ее скопления в углублениях и на мелких деталях. Когда распечатка покрыта достаточно, дайте смоле полностью затвердеть - как написано в прилагаемой к ней инструкции. Одного слоя может оказаться достаточно, но для получения оптимального результата распечатку лучше слегка обработать тонкой шкуркой (на P1000 и более), чтобы ликвидировать все дефекты. Тряпочкой сотрите пыль и так же, как и раньше, нанесите второй слой эпоксидки.

Плюсы

Очень тонкий слой эпоксидной смолы не слишком сильно скажется на допусках (если только распечатка не была предварительно чрезмерно сильно зачищена).
Вокруг объекта образуется защитная оболочка.

Минусы

Линии слоев останутся видны, они только будут покрыты гладкой оболочкой.
Если используется слишком много эпоксидной смолы, она может залить детали и грани, а поверхность может получиться как будто бы жирной.

Металлизация

Напечатанный на FDM-принтере элемент конструкции, никелированный покрытием Repliform по технологии RepliKote

Инструментарий (для работы дома)

Раствор для гальванизации. Раствор для гальванизации можно получить, смешав соль металла, кислоту и воду, но, если пропорции неточны, а вещества недостаточного высокого качества, на профессиональный результат рассчитывать не приходится. Если купить уже готовый раствор (как в наборах Midas), можно быть уверенным, что проблемы с металлизацией вызваны не раствором.
Расходуемый анод. Материал анода должен соответствовать металлу раствора: например, если в растворе использован сульфат меди (с водой это медный купорос), то анод должен быть тоже медным. Подойдет любой объект из соответствующего металла (например, медная проволока для покрытия медью), или же можно купить специальные полоски металла для гальванизации.
Проводящая краска или ацетон с графитом. Для гальванизации поверхность распечатки должна быть электропроводящей, и этого можно добиться с помощью проводящей краски или раствора из равных частей графита и ацетона. Проводящая краска будет работать с любым материалом, а ацетон с графитом - только с ABS.
Силовой выпрямитель. В качестве этого элемента можно использовать простую батарейку, только она будет не так эффективна и не даст достаточно быстрого результата, чем собственно выпрямитель (тока бытовой сети). Выпрямитель более безопасен в том смысле, что его можно просто выключить и таким образом перекрыть ток в процессе гальванизации.
Проводящий винтик или крючок с проушиной
Непроводящая емкость
Контакты
Непроводящие перчатки и защитные очки. Растворы для гальванизации кислотные, при попадании их в глаза можно получить травму, так что надевать очки очень важно. Растворы также раздражают кожу и проводят электрический ток, поэтому нужны изолирующие перчатки.

Процесс

Металлизацию в результате гальванизации (гальваностегию) можно проводить дома или в профессиональной мастерской. Чтобы все сделать правильно, нужно хорошо разбираться в материалах, в том, что собственно происходит, - и в домашних условиях эти возможности обычно ограничены. Чтобы добиться отличного качества поверхности и иметь более широкие возможности металлизации, включая хромирование, лучше всего воспользоваться услугами профессиональных мастерских. Ниже в качестве примера будет описан процесс гальванизации медью.

В домашних условиях можно выполнить гальванизацию медью или никелем, и такое покрытие послужит затем основой для гальванизации другими металлами. Критически важным является то обстоятельство, чтобы поверхность распечатки перед ее гальванизацией была максимально гладкой. Любые неровности и линии слоев будут в результате процесса усилены. Подготовьте ошкуренный и почищенный объект к металлизации, покрыв пластик тонким слоем высококачественной проводящей краски или раствором графита и ацетона, если речь идет о распечатке из ABS. Дайте проводящему покрытию полностью высохнуть, при необходимости зачистите его, чтобы поверхность была гладкой. На этом этапе исключительно важно не прикасаться к распечатке голыми руками или надеть перчатки, потому что потожировые отпечатки на объекте непременно повлияют на качество гальванизации.

Вставьте винтик или крючок с проушиной в незаметное на распечатке место и соедините его с минусовым контактом выпрямителя. Это будет катод. Медный анод соедините с плюсовым контактом выпрямителя. Заполните емкость достаточным количеством раствора для медной гальванизации так, чтобы распечатка оказалась потом полностью им покрыта. Погрузите анод в емкость и включите питание. После того как выпрямитель включен, погрузите распечатку в емкость, убедившись, что она нигде не касается анода. Осторожно! Когда объект уже в ванночке, система гальванизации активна, и контакт с раствором, катодом или анодом может быть травмоопасен. Выставите напряжение на выпрямителе в 1-3 Вольта, и процесс пойдет до полной металлизации. Чтобы всё ускорить, напряжение можно и увеличить, но не более чем до 5 Вольт. Когда на распечатке осадилось достаточное количество металла, просто отключите питание и высушите объект полотенцами из микрофибры. Когда он станет сухим, покройте объект лаком, чтобы защитить его от коррозии.

Плюсы

Металлизированная оболочка увеличивает прочность пластиковых распечаток, что значительно расширяет сферы их применения.
При правильной гальванизации металлическое покрытие получается очень тонким, так что допуски в целом выдерживаются.
Поверхность (опять же, если все было правильно) получается великолепной, никто и не подумает, что объект напечатан на 3D-принтере.

Минусы

В целом, чтобы получить профессиональный результат - очень дорого. Профессиональная гальванизация в домашних условиях требует изрядного количества оборудования.
Гальванизация в домашних условиях при несоблюдении техники безопасности чревата травмами.

Можно выполнять с помощью различных средств: ацетона, метилэтикетона, дихлорэтана, тетрагидрофурана и дихлорметана. В целях безопасности предпочтительно применение в этих целях терагидрофурана и дихлорметана, поскольку метилэтилкетон или дихлорэтан обладают высокой токсичностью. Не очень хорош по схожим причинам и ацетон, хотя и является весьма доступным по цене растворителем. Для таких материалов, как ABS, PLA , HIPS, SBS и другие разновидности пластиков, растворитель применят достаточно часто. Однако специалисты рекомендуют в качестве более безопасной альтернативы средство D-Limonene. Помимо безопасности этот растворитель также имеет приятный цитрусовый аромат.

Безопасность — важное условие при выполнении постобработки, поэтому следует иметь в виду, что ряд веществ, таких, например, как дихлорэтан относятся к категории мощных ядов, поэтому пользоваться ими нельзя. Менее ядовитым считают дихлометан, однако и он несет риски для здоровья человека. Не очень токсичный терагидрофуран в свободной продаже почти не встречается.

Предупреждение:

Предлагаемые в статье методы производственного процесса требуют неукоснительного соблюдения мер безопасности. Поэтому перед выполнением работ следует внимательно ознакомиться с главой «Техника безопасности при работе с растворителями», паспорта безопасности химической продукции.

Постобработка пластика: суть и задачи процесса

В процессе 3D-печати методом FDM мы получаем объекты с явными следами наложения слоев (неровностями), а также различными артефактами производственного процесса (следы точек соприкосновения с креплениями и другие видимые дефекты поверхности). Постобработка служит для сглаживания неровной поверхности и удаления ненужных артефактов, после чего обработанный объект будет выглядетьт намного лучше.

Правила безопасности при работе с растворителями

Дихлорметан

Дихлорметан с XIX века относится к категории относительно неядовитых и очень эффективных средств для пластиков, что доказано многочисленными лабораторными исследованиями. Но есть у этого растворителя и недостатки. При соединении с щелочными металлами дихлорметана может произойти сильный взрыв. Легкая летучесть средства приводит к быстрому и сильному отравления организма и поражению целого ряда важных внутренних органов. Поэтому любые работы с дихлорметаном рекомендуется выполнять при наличии исправно работающей вытяжной вентиляции.

Следует не допускать попадания вещества на огонь или искры, иначе можно спровоцировать пожар. Нельзя выливать дихлометан в унитаз или раковину, поскольку вещество не смешивается с водой и может повредить арматуру из пластика. По своим свойствам дихлорметан сильно напоминает ацетон и и тетрагидрофуран. У него такая же высокая летучесть и IV класс опасности. Хотя запах у дихлорметана выражен слабее, чем у ацетона, не следует пренебрегать проветриванием помещения.
D-Limonene

Среди известных на сегодня растворителей, применяющихся для работы с пластиками, D-Limonene по праву считается менее вредным и сравнительно безопасным для человека при условии точного соблюдения всех мер предосторожности. Цитрусовый аромат делает работу с растворителем более приятной. Тем не менее, необходимо позаботиться о хорошей проветриваемости помещения, так как длительное воздействие вещества отрицательно сказывается на организме человека. Мыльная основа D-Limonene облегчает нейтрализацию реакции пластика с растворителем, так как при таком развитии событий достаточно использовать воду с мылом. Единственным существенным недостатком вещества является тот факт, что он взаимодействует только в HIPS- и SBS-пластики.

Обратите внимание на то, что каким бы сравнительно безопасным ни был растворитель, при работе с ним следует использовать перчатки и хорошо проветривать помещение. Перчатки помогут предотвратить повреждение кожи или ее обезвоживание.

Методы обработки

Метод обработки погружением

Обработка погружением — самый простой и быстрый метод, ведь один цикл продолжается максимум 3 минуты. В качестве примера можно привести погружение Йода в дихлорметан. Процесс погружения продлился несколько секунд, а через несколько минут растворитель полностью исчез с поверхности объекта. Если требуется получить глянцевую поверхность, то изделие можно погрузить в растворитель еще раз примерно на полсекунды. Этого будет достаточно, чтобы растворитель не впитался и быстро испарился, а после операции получилась глянцевая поверхность.

Продолжительность процесса очень небольшая еще и потому, что для таких целей не нужны баня и ацетон. Для ABS, PLA, HIPS и других редких расходных материалов вполне подойдет дихлометан. Одного литра средства хватит на долгое время, главное — сохранять герметичность емкости с раствором.

Метод нанесения кистью

Дихлорметан в таком случае нужно наносить чистой кисточкой с ворсом из натурального волоса. Вещество, кстати оченнь летучее, наносится до полного сглаживания поверхности в местах соприкосновения слоев. Дихлорметан отлично подходит в тех случаях, когда требуется выборочное нанесение растворителя, чтобы оставить нетронутыми углы и убрать явные дефекты. Практика свидетельствует, что такой способ позволяет добиваться наилучших результатов в процессе постобработки. И, конечно же, не стоит забывать о соблюдении техники безопасности.

Помимо дихлорметана для качественной обработки поверхности кистью очень пригодится такое вещество, как XTC-3D от компании Smooth-On. Этот материал представляет собой защитное покрытие из двух элеменов и служит для качественного выравнивания и финишной обработки 3D-объектов. В процессе обработки происходит смешивание двух разновидностей жидкости, а затем смесь с помощью кисти наносят на поверхность изделия. Процедуру нанесения нужно выполнить в пределах пяти минут. Отверждевание происходит в течение 4 часов, в зависимости от массы объекта и температуры. XTC-3D обладает рядом важных свойств: оно позволяет создавать твердое, ударопрочное покрытие, которое можно шлифовать, грунтовать или красить.

Производитель утверждает, что XTC-3D можно использовать применительно к изделиям, получаемых по технологии SLA и SLS. Вещество превосходно работает с PLA, ABS, Laywoo, пенополиуретаном, древесиной, гипсом, картоном и даже бумагой. Внешне, XTC-3D похож на обычный эпоксидный клей, при этом у вещества нет неприятного стойкого запаха.

Метод обработки парами

Обработка парами PLA похожа на процедуру обработки ABS ацетоном. В качестве обрабатывающего вещества используется тетрагидрофуран. Изделие из PLA-пластика, подвергающееся обработке, нужно разместить на нерастворимой подложке. Для этих целей можно использовать алюминиевую фольгу или проволочную сетку. После этого изделие помещается в герметичную емкость. Растворитель испаряется при нагревании и взаимодействии с поверхностью обрабатываемого объекта.

На фото выше акулий зуб изготовлен на Makerbot Replicator 2 коричневым PLA-пластиком, после чего был обработан тетрагидрофураном и высушен.

Если вы посмотрите сверху на неровную поверхность, то поймете, что при постобработке тут было место соприкосновения объекта с опорой. Это говорит о том, что перед работой нужно хорошо продумать, какой частью и куда прислонять изделие. Расчет времени равномерного распределения газа внутри камеры становится тем труднее, чем меньше объем рабочей камеры принтера. Неравномерность процесса выравнимания может объясняться именно этой причиной.

Метод ручной полировки

Процедура ручной полировки знакома многим, и если вы не хотите использовать метод обработки парами, то можно обратить внимание на этот достаточно простой и эффективный способ. Растворитель придется наносить на кусочек ткани и выполнять полировку вручную. Для этой процедуры воспользуйтесь белой или неокрашенной тканью без ворса. В ином случае PLA-частицы будут оставаться на ткани, и потом вы не сможете использовать ее снова.

Использование ткани не освобождает вас от соблюдения элементарных мер безопасности. Помещение должно быть хорошо проветриваемым, а на руки надеты перчатки из нитрила или неопрена. Ткань нужно намочить дихлорметаном и после этого можно приступать к полировке. Результат работы определяется разными факторами: как выполнялись движения, какие усилия прилагались и даже насколько жесткой была ткань. Полировку обычно выполняют круговыми движениями, если не оговорено иное.

После завершения процедуры полировки необходимо изделию дать время высохнуть. При этом вещество полностью испарится.

Фотография была сделана с макросъемкой, глубина резкость мала, но выделен основной фокус для того чтобы увидеть детали. Средняя часть зуба была подвергнута полировке. Результаты оказались очень хорошими. Для сравнения обратите внимание на левую сторону, где видно следы печати.

Следует помнить, что размеры объекта и параметры печати определяют количество усилий на полировку. Чем меньше изделие и выше качество печати, тем, соответственно, меньше усилий.

Другие методы постобработки

Существует множество других методов постобработки. Например, ABS-пластик можно неплохо обработать обычной наждачной бумагой. Вы сможете добиться гладкой поверхность с помощью нескольких видов наждачной бумаги и мелкой шлифовальной губки. При этом, не забудьте о толщине стенок, иначе протрете заметную дыру в изделии. Наждачная бумага или надфиль обычно хороши, если нужно убрать следы поддержек или заметные дефекты. Нужно соблюдать осторожность при обработке PLA-пластика. Но не следует производить шлифовку с помощью бормашины, шлифовального станка или просто долгой шлифовки. Трение приведет к повышению температуры обрабатываемого участка, пластик размягчится и станет скатываться. Качество поверхности только пострадает. Поэтому при обработке изделий из PLA-пластика можно применять специальные смолы для обработки поверхности (вроде XtC) или же воспользоваться растворителями. Приклеить же детали из PLA-пластика можно тоже при помощи дихлорметана.

Удачной работы!