Да би полирали 3Д штампане делове како би постигли рафинирану завршну обраду, инжењери користе различите технике индустријске завршне обраде, укључујући методе премазивања, пескарења и ручне завршне обраде. Иако 3Д штампа може да произведе сложене делове, почетни отисци често показују грубе површине и изражене линије слојева, посебно у деловима произведеним коришћењем моделирања фузионисаног таложења (ФДМ). Из тог разлога, накнадна обрада је изузетно важан део производње делова, заглађивање храпаве површине недовршеног дела додавањем или уклањањем слојева дела. У овом чланку, Антарцтиц Беар ће систематски представити и упоредити два главна процеса завршне обраде површина која су тренутно на тржишту — заглађивање паром и фино полирање вибрацијама, како би се олакшало разумевање одговарајућих процеса, предности и недостатака сваке методе.
парна глатка
Заглађивање паром, такође познато као хемијско заглађивање паром, је техника површинске обраде која излаже штампане делове окружењу растварача који испарава. Индустријски процес заглађивања паре захтева пажљиво суспензију појединачних или више компоненти у херметички затвореној комори ради максималног излагања. Мешавина хемијског растварача, као што је ФА 326, се убризгава и распршује у комору где се кондензује и стврдњава на делу, елиминишући површинске неправилности кроз контролисано растоп. Како се температура у комори повећава, преостали растварач испарава и враћа се. Завршни део постаје водоотпоран и задржава глатку унутрашњу шупљину, прецизне димензије и оригиналну запремину материјала. За најбоље резултате изглађивања паре, препоручује се да се процес изводи у контролисаном окружењу користећи опрему индустријског квалитета дизајнирану за 3Д штампање паре. За оне који су заинтересовани за „уради сам“ метод, изглађивање паре може се постићи коришћењем ацетона или етанола као хемијског растварача, или у овом случају познатог као импрегнација растварачем. Међутим, мора бити опрезан и морају бити постављене одговарајуће мере безбедности и опрема.
△Глатки део за пару је са леве стране, а стандардна обрада површине је десно (извор фотографија: ПротоЛабс)
Вибрационо фино полирање
Вибрационо завршна обрада, с друге стране, не користи хемикалије за припрему површине. Уместо тога, ослања се на абразивне медије за побољшање површине 3Д штампаног дела. Током процеса, више 3Д штампаних делова се ставља у вибрирајућу канту напуњену одабраним абразивним медијем и сложеном течношћу за подмазивање. Када се машина укључи, цев почиње да се креће, стварајући механичко трење између дела и медија за млевење. Овај процес одузимања побољшава квалитет површине дела минимизирањем и нежним уклањањем најудаљенијег слоја материјала. Вибрационо фино полирање захтева посебне мере и опрему, и нуди две методе: вибрациони метод и метод превртања. Метода вибрације је посебно погодна за веће објекте са мање детаља и може брже постићи жељени резултат.
Избор абразива или струготине је критичан код вибрационог финог полирања. Абразивни чипови могу бити направљени од керамике, пластике или челика, при чему сваки даје различите резултате. Керамички абразиви су посебно погодни за скидање ивица и постизање сјајне површине. Због своје велике густине могу да издрже високе притиске и погодни су за машинску обраду делова од нерђајућег челика, метала и пластике. Пластични абразиви су идеални за меке, деликатне површине које захтевају нежну завршну обраду. Долазе у пирамидалним и конусним облицима. Поред тога, Валтхер Тровл је развио абразиве у облику брадавица за веома мале, деликатне делове на тешко доступним местима. Челични абразиви су углавном сферни и имају минимално уклањање материјала, што их чини идеалним за полирање и механичко чишћење металних, сребрних или алуминијумских делова како би се обезбедила глатка површина без огреботина.
△Абразиви направљени од керамике могу издржати висок притисак. (Извор: Вибрафинисх)
Осим абразива, за процес вибрационог финог полирања потребни су и мазиви флуиди, односно једињења. Једињења се користе за апсорпцију и уклањање хабања делова, као и за чишћење и одмашћивање делова. Кисела једињења се могу одабрати за машинску обраду металних делова за кисељење. Након обраде потребно је сушење. Ови делови се могу сушити у вибрационој сушари где се стављају са загрејаним медијумом за сушење као што је брашно од кукурузног клипа, орашаста каша или дрвени блокови и вибрирају. Алтернативно, траке за сушење су посебно погодне за осетљиве и гломазне делове са унутрашњим каналима и рупама. У трачној сушари, 3Д штампани делови пролазе кроз систем топлог ваздуха на траци и на овај начин суше.
Третмани парног заглађивања и вибрационог завршног полирања варирају у времену, од десет минута до неколико сати, у зависности од броја и сложености делова који се обрађују.
компатибилан материјал
Вапор Смоотх је компатибилан са већином полимера и еластомера за 3Д штампање. Уобичајени материјали за изглађивање паре укључују акрилонитрил стирен акрилат (АСА), акрилонитрил бутадиен стирен (АБС), полистирен високог утицаја (у зависности од машине), најлон 11 (ПА 11), најлон 12 (ПА 12), полипропилен (ПП) и поликарбонат /акрилонитрил бутадиен стирен (ПЦ-АБС). Међутим, вреди напоменути да се не препоручује глачање паром ТПУ-ом и одређеним специјалним филаментима. Сваки растварач, као што је ацетон, метил етил кетон (МЕК), тетрахидрофуран (ТХФ), дихлорометан (ДЦМ) и етил ацетат, има своју ефикасност и разматрања примене.
Међутим, вибрационо фино полирање је компатибилно са многим другим различитим материјалима. На пример, вибрационо фино полирање није доступно само за 3Д штампане делове направљене од термосета, термопласта и еластомера као што су полиетилен (ПЕ), полипропилен (ПП) или полиетилен терефталат (ПЕТ), такође се може користити за метале попут алуминијума, нерђајућег челика челик, месинг или бакар. Ово га чини разноврснијом методом која се може користити као метода накнадне обраде за различите технике 3Д штампања као што су ФДМ/ФФФ и фузија слоја праха.
△Пре и после поређења вибрационо полираних металних делова (Извор: Ацтон Финисхинг)
Ограничења и предности техника накнадне обраде
Оба процеса нуде многе предности у погледу изгледа површине и перформанси. Заглађивањем паром се добијају глатки и водоотпорни завршни делови површине који се могу упоредити са бризгањем и побољшати истезање, својства затезања, својства савијања делова, одржати карактеристике, чврстоћу и прецизност. Вибрациона завршна обрада, с друге стране, не постиже водоотпорну завршну обраду, али такође обезбеђује изузетно глатку површину, уклања трагове премаза и ствара површину отпорну на гребање и мрље. Компоненте обрађене методама виброфиниширања и парног заглађивања производе глатке површине са сјајним изгледом. Међутим, заглађивање паром обезбеђује сјајнији завршетак од вибрационог финог полирања. Поред тога, делови третирани вибрационим финим полирањем показали су знатно мекши, пријатнији тактилни доживљај.
Међутим, вреди напоменути да заглађивање паром није најбоље решење за сваки отисак. Модели који су превише сложени, премали, превелики или сувише равни могу изобличити или изгубити детаље, а артефакти могу бити видљиви након тога. Након заглађивања паром, делови могу да испоље недостатке као што су премошћивања, пликови, трагови угриза, ивица, мрље, рупе или некомплетне карактеристике. Поред тога, вреди напоменути да су флексибилни материјали склонији површинским дефектима од крутих материјала. Због тога се мора пажљиво одредити време када пара заглађује покретне делове или компоненте са спојевима како би се избегло угрожавање интегритета зглоба или изазивање лепљења услед прекомерног излагања пари.
Са друге стране, вибрационо фино полирање је погодно за шири спектар 3Д штампаних делова од парног глађења, јер се може прилагодити свим индивидуалним захтевима, својствима материјала и структури дела избором различитих абразива и метода. Вибрациона завршна обрада је погодна за скоро све 3Д штампане делове, све док процес увек обављају професионално стручњаци. Међутим, вибрационо полирање може довести до губитка геометрије дела. На пример, углови и врхови компоненти могу бити претерано заобљени и изгубити облик, што се не дешава са заглађивањем паром. Поред тога, завршна обрада вибрацијом понекад захтева накнадне даље процедуре сушења, што продужава процес.
Поље апликације
Изглађивање паре је технологија коју фаворизују индустрије као што су медицинска, аутомобилска и ваздухопловна за третман водоотпорних, антимикробних и хемијских компоненти. Када је у питању вибрационо фино полирање, медицинска, аутомобилска и спортска индустрија посебно имају користи од ове технологије. У сваком пољу, глатке површине, посебно метални делови, су важне да би се обезбедило правилно функционисање и безбедни услови компоненти. Међутим, парно заглађивање и вибрационо фино полирање могу се применити током читавог циклуса развоја производа, од концептних модела преко прототипова до финалних производа, и користе се у широком спектру индустрија укључујући медицинску, аутомобилску и робу широке потрошње. Примери делова обрађених вибрационим финим полирањем су делови аутомобила за аутомобилску индустрију или ролере и опрема за фитнес за спортску индустрију. Поред тога, накит и посуђе су вибрационо фино полирани за потрошачку употребу. Пример дела заглађеног паром који се често користи у аутомобилској индустрији су унутрашње компоненте возила, као што су инструмент табле, ручке на вратима и елементи централне конзоле. Изглађивање паре се такође користи у ваздухопловној индустрији за делове авиона као што су крила, ваздушни канали и делови мотора, између осталог.
слика
△Изглађивање паре се често примењује на делове авиона у ваздухопловној индустрији (Извор слике: Фаст Радиус)
добављаче и цене
Разни добављачи услуга, као што су СПАЛЕЦК ГмбХ, ВибраФинисх или Рохде АГ, нуде вибрационо фино полирање за приватне купце и компаније. За изглађивање паре, Ксометри, АМТ, ДиеМансион, Протолабс и Хубс су истакнути провајдери услуга који нуде услуге изглађивања паре било помоћу одређене машине за накнадну обраду решења или на основу материјала. 3Фактур је немачка компанија која нуди услуге парног заглађивања и финог вибрационог полирања. Добро познате ВапорСмоотхинг машине као што су АМТ ПостПро3Д серија и Поверфусе С серија су решења која обезбеђују Ксометри и ДиеМансион, док Протолабс и Хубс користе СЛС и МЈФХПА 12, ПА 12 и МЈФ Ултрасинт™ ТПУ-01 материјале респективно.
За вибрационо фино полирање, велике индустријске машине произвођача као што су Валтхер Тровал, АВАтец или Гарант коштају око 18 УСД,000 до 21 УСД,000 (17€,000 до 20€,{{ 7}}). 2 кг абразива кошта између 21 – 44 долара (20 – 40 евра) и 5 литара смесе око 21 – 44 долара (20 – 40 евра). Цене се веома разликују у зависности од количине и величине делова који се обрађују. За глачање паром, накнада за услугу глачања појединачних делова може да буде $5-$15 (€4-€14) у зависности од сложености дела, иако многи произвођачи обично нуде услугу само у пакетима од 10 или више делова. Куповина самог парног глачала може да кошта око 10 УСД,000 до 30 УСД,000 (11,000–33,000), у зависности од региона, произвођача и квалитета .
