از چاپ تا محصول: درمان سطحی برای چاپ سه بعدی

در حالی که بیشتر کار ساخت در داخل پرینتر سه بعدی انجام می شود زیرا قطعات لایه به لایه ساخته می شوند، این پایان کار نیست. پس پردازش مرحله مهمی در گردش کار پرینت سه بعدی است که اجزای چاپ شده را به محصولات نهایی تبدیل می کند. به این معنا که «پس از پردازش» به خودی خود یک فرآیند خاص نیست، بلکه مقوله‌ای متشکل از تکنیک‌ها و تکنیک‌های مختلف پردازش است که می‌تواند برای برآورده کردن الزامات زیبایی‌شناختی و عملکردی مختلف اعمال و ترکیب شود.

همانطور که در این مقاله با جزئیات بیشتر خواهیم دید، بسیاری از تکنیک های پس پردازش و تکمیل سطح، از جمله پس پردازش اولیه (مانند حذف ساپورت)، صاف کردن سطح (فیزیکی و شیمیایی)، و پردازش رنگ وجود دارد. درک فرآیندهای مختلفی که می توانید در چاپ سه بعدی استفاده کنید به شما امکان می دهد مشخصات و الزامات محصول را برآورده کنید، خواه هدف شما دستیابی به کیفیت سطح یکنواخت، زیبایی شناسی خاص یا افزایش بهره وری باشد. بیایید نگاه دقیق تری بیندازیم.

پس پردازش اولیه معمولاً به مراحل اولیه پس از برداشتن و تمیز کردن قسمت چاپ شده سه بعدی از پوسته مونتاژ، از جمله برداشتن ساپورت و صاف کردن سطح اولیه (در آماده سازی برای تکنیک های صاف کردن کامل تر) اشاره دارد.

بسیاری از فرآیندهای پرینت سه بعدی، از جمله مدل‌سازی رسوب ذوب شده (FDM)، استریولیتوگرافی (SLA)، تف جوشی مستقیم لیزری فلزات (DMLS) و سنتز نور دیجیتال کربن (DLS)، نیاز به استفاده از ساختارهای پشتیبانی برای ایجاد برآمدگی‌ها، پل‌ها و ساختارهای شکننده دارند. . . خاص بودن اگرچه این ساختارها در فرآیند چاپ مفید هستند، اما قبل از اعمال تکنیک های تکمیل باید حذف شوند.

برداشتن تکیه گاه را می توان به روش های مختلف انجام داد، اما رایج ترین فرآیند امروزه شامل کارهای دستی، مانند برش، برای برداشتن تکیه گاه است. هنگام استفاده از بسترهای محلول در آب، ساختار تکیه گاه را می توان با غوطه ور کردن جسم چاپ شده در آب جدا کرد. همچنین راه‌حل‌های تخصصی برای حذف خودکار قطعات، به‌ویژه تولید افزودنی‌های فلزی وجود دارد که از ابزارهایی مانند ماشین‌های CNC و ربات‌ها برای برش دقیق تکیه‌گاه‌ها و حفظ تلورانس‌ها استفاده می‌کند.

یکی دیگر از روش های اساسی پس از پردازش سندبلاست است. این فرآیند شامل پاشیدن قطعات چاپ شده با ذرات تحت فشار بالا است. تاثیر مواد اسپری بر روی سطح چاپ، بافت صاف و یکنواخت‌تری ایجاد می‌کند.

سندبلاست اغلب اولین گام در صاف کردن سطح پرینت سه بعدی است زیرا به طور موثر مواد باقیمانده را حذف می کند و سطح یکنواخت تری ایجاد می کند که سپس برای مراحل بعدی مانند پرداخت، رنگ آمیزی یا رنگ آمیزی آماده است. مهم است که توجه داشته باشید که سندبلاست یک پوشش براق یا براق ایجاد نمی کند.

فراتر از سندبلاست اولیه، تکنیک‌های پس از پردازش دیگری نیز وجود دارد که می‌توان از آنها برای بهبود صافی و سایر ویژگی‌های سطحی اجزای چاپ‌شده مانند ظاهر مات یا براق استفاده کرد. در برخی موارد می توان از تکنیک های تکمیل برای دستیابی به صافی در هنگام استفاده از مصالح ساختمانی مختلف و فرآیندهای چاپ استفاده کرد. با این حال، در موارد دیگر، صاف کردن سطح فقط برای انواع خاصی از رسانه ها یا چاپ مناسب است. هندسه قطعه و متریال چاپ دو عامل مهم هنگام انتخاب یکی از روش های صاف کردن سطح زیر هستند (همه در قیمت گذاری فوری Xometry موجود هستند).

این روش پس از پردازش شبیه به سندبلاست معمولی است که شامل اعمال ذرات بر روی چاپ تحت فشار بالا است. با این حال، یک تفاوت مهم وجود دارد: سندبلاست از هیچ ذره ای (مانند شن و ماسه) استفاده نمی کند، اما از دانه های شیشه ای کروی به عنوان وسیله ای برای سندبلاست چاپ با سرعت بالا استفاده می کند.

برخورد مهره های شیشه ای گرد بر روی سطح چاپ، جلوه سطحی صاف و یکنواخت تری ایجاد می کند. علاوه بر مزایای زیبایی شناختی سندبلاست، فرآیند صاف کردن، استحکام مکانیکی قطعه را بدون تأثیر بر اندازه آن افزایش می دهد. زیرا شکل کروی مهره های شیشه ای می تواند تاثیر بسیار سطحی روی سطح قطعه داشته باشد.

غلت زدن که به عنوان غربالگری نیز شناخته می شود، یک راه حل موثر برای پس از پردازش قطعات کوچک است. این فناوری شامل قرار دادن پرینت سه بعدی در یک درام به همراه قطعات کوچک سرامیک، پلاستیک یا فلز است. سپس درام می‌چرخد یا می‌لرزد و باعث می‌شود که زباله‌ها به قسمت چاپ شده ساییده شوند و هرگونه بی‌نظمی سطح را از بین برده و سطحی صاف ایجاد کند.

غلت زدن رسانه قوی تر از سندبلاست است و صافی سطح را می توان بسته به نوع مواد غلتشی تنظیم کرد. برای مثال، می‌توانید از رسانه‌های کم دانه برای ایجاد بافت سطحی زبرتر استفاده کنید، در حالی که استفاده از تراشه‌های با دانه‌ریزی بالا می‌تواند سطح صاف‌تری ایجاد کند. برخی از رایج ترین سیستم های تکمیل بزرگ می توانند قطعاتی با ابعاد 400 × 120 × 120 میلی متر یا 200 × 200 × 200 میلی متر را مدیریت کنند. در برخی موارد، به ویژه با قطعات MJF یا SLS، مجموعه را می توان با یک کریر جلا داد.

در حالی که تمام روش های صاف کردن فوق بر اساس فرآیندهای فیزیکی هستند، صاف کردن بخار متکی به یک واکنش شیمیایی بین ماده چاپ شده و بخار برای تولید یک سطح صاف است. به طور خاص، صاف کردن بخار شامل قرار دادن پرینت سه بعدی در معرض یک حلال تبخیرکننده (مانند FA 326) در یک محفظه پردازش مهر و موم شده است. بخار به سطح چاپ می‌چسبد و یک مذاب شیمیایی کنترل‌شده ایجاد می‌کند و با توزیع مجدد مواد مذاب، هرگونه نقص سطح، برآمدگی‌ها و دره‌ها را صاف می‌کند.

صاف کردن بخار همچنین به سطح پرداخته و براق تر می دهد. به طور معمول، فرآیند صاف کردن بخار گرانتر از صاف کردن فیزیکی است، اما به دلیل صافی برتر و پرداخت براق ترجیح داده می شود. صاف کردن بخار با اکثر پلیمرها و مواد چاپ سه بعدی الاستومری سازگار است.

رنگ آمیزی به عنوان یک مرحله اضافی پس از پردازش، راهی عالی برای افزایش زیبایی شناسی خروجی چاپی شما است. اگرچه مواد پرینت سه بعدی (مخصوصاً رشته های FDM) دارای گزینه های رنگی متنوعی هستند، تونینگ به عنوان یک فرآیند پسا به شما این امکان را می دهد که از مواد و فرآیندهای چاپی استفاده کنید که با مشخصات محصول مطابقت دارند و به تطابق رنگ صحیح برای یک ماده معین دست یابید. محصول در اینجا دو روش رایج رنگ آمیزی برای پرینت سه بعدی آورده شده است.

رنگ‌آمیزی با اسپری روشی محبوب است که شامل استفاده از یک اسپری آئروسل برای اعمال یک لایه رنگ روی چاپ سه‌بعدی است. با توقف چاپ سه بعدی، می توانید رنگ را به طور یکنواخت روی قسمت اسپری کنید و تمام سطح آن را بپوشانید. (رنگ را می توان به صورت انتخابی با استفاده از تکنیک های ماسکینگ نیز اعمال کرد.) این روش برای قطعات پرینت سه بعدی و ماشین کاری شده رایج است و نسبتاً ارزان است. با این حال، یک ایراد عمده دارد: از آنجایی که جوهر بسیار نازک اعمال می شود، اگر قسمت چاپ شده خراشیده یا ساییده شود، رنگ اصلی مواد چاپ شده نمایان می شود. فرآیند سایه زنی زیر این مشکل را حل می کند.

بر خلاف رنگ آمیزی اسپری یا قلم مو، جوهر در چاپ سه بعدی به زیر سطح نفوذ می کند. این چندین مزیت دارد. ابتدا، اگر پرینت سه بعدی فرسوده یا خراشیده شود، رنگ های زنده آن دست نخورده باقی می مانند. لکه همچنین از بین نمی رود، این همان کاری است که رنگ انجام می دهد. یکی دیگر از مزایای بزرگ رنگرزی این است که بر دقت ابعاد چاپ تأثیر نمی گذارد: از آنجایی که رنگ به سطح مدل نفوذ می کند، ضخامت اضافه نمی کند و بنابراین منجر به از دست دادن جزئیات نمی شود. فرآیند رنگ آمیزی خاص به فرآیند چاپ سه بعدی و مواد بستگی دارد.

همه این فرآیندهای تکمیلی هنگام کار با شریک تولیدی مانند Xometry امکان پذیر است و به شما امکان می دهد پرینت های سه بعدی حرفه ای ایجاد کنید که هم استانداردهای عملکرد و هم زیبایی شناسی را برآورده می کند.