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北京3d打印公司:3d打印PLA材料如何后处理

作者:武汉易成三维科技有限公司 日期:2022-06-11 点击:793
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武汉易成三维是国内领先的3D打印综合方案供应商,始终专注于制造、教育、科研、军工等领域,迄今为止已为约600所著名高校、科研院所、约10000个企业机构提供专业的3D打印设备、服务及平台化数字智造应用方案。

打磨3D打印是很多工作,但这是值得的。请继续阅读,了解如何实现照片就绪的3D打印!

所有制造工艺都有局限性,因为即使是机器也无法生产出像设计的那样光滑或详细的形状。原始的3D打印部件不会是完美的,因此几乎总是需要一些后处理。这是最终导致“哇!你是怎么做到的?打磨是3D打印中最常见的后处理技术,但它也是劳动密集型的。

起初,您可能会被打磨数小时的想法所淹没。请放心,有一些技术可以获得更快,更专业的结果。打磨PLA有一些独特的挑战,它有助于从光滑的打印开始。在本文中,我们将讨论在打磨3D打印时应牢记的所有内容以及如何执行此操作。所以,卷起袖子,让我们开始工作。

为了避免以后的大量工作,最好提前计划打印容易打磨的零件。从存储细丝的方式到在切片器中选择的设置,一切都会影响打印所需的打磨量。

像大多数塑料一样,PLA是吸水性的,这意味着它从空气中吸收水分。通过打印机喷嘴的潮湿PLA会留下粗糙,不一致的表面。它还留下了一串串材料。新的线轴在运输时是真空包装的,并带有干燥剂,因此它们不是问题。但是,超过几周的线轴应存放在干燥的地方或在打印前干燥。

即使您从设计软件导出 3D 模型的方式也会对最终打印件的表面质量产生影响。弦高是 STL 文件与源模型的最大允许偏差。数字越小,意味着模型将具有较高的多边形计数,从而减少在曲面上看到的多面角。输出 STL 文件时,请保持弦高远低于打印层高度。

获得平滑的 STL 文件后,请在切片器中保持势头。有相当多的设置可以帮助减少所需的打磨量。以下是一些:

  • 打印方向在表面质量中起着重要作用。在悬垂区域需要支撑,使表面非常粗糙。如果可能的话,打印时正面朝上,这样就不会有可见的支撑痕迹。
  • 图层高度应设置为计算机的更精细设置,在合理范围内。非常低的层高可以增加大量的打印时间,但会产生更光滑的表面处理。具有垂直墙壁和平顶的形状比倾斜的墙壁或圆顶顶部更宽容的粗糙层。
  • 壁厚对于打磨非常重要。最好多一点壁厚,以防沙子太深。否则,您可能会留下一个洞或撕掉细丝片。当您打磨沙子时,薄壁会偏转,从填充物中留下印记图案。另外,请记住,您将紧紧抓住零件;易碎部件在搬运时很容易断裂。
  • 打印速度如果设置得太快,可能会导致打印机振动,在打印件上留下见证痕迹。因此,请减慢机器的加速设置以减少振动。

独特的切片器功能也有助于实现更流畅的3D打印。Ultimaker Cura和PrusaSlicer提供了一种称为“熨烫”的功能,可以平滑印刷品的顶层。通过在顶层上运行打印机喷嘴,可以将高点弄平。您可能需要尝试这些设置,但它可以帮助平滑顶层。

即使您已经尽了一切努力,通常仍然需要打磨才能获得出色的光洁度。但是打磨可能是很多工作,那么为什么要这样做呢?

  • 安全性和舒适性:去除锋利的边缘和粗糙的表面始终很重要。PLA不是很锋利,但在服装或假肢等可穿戴应用中可能会让人感到不舒服。用手感受整个部分,并用粗糙的砂纸或锉刀去除任何尖锐的东西。首先这样做可以更容易地在后续步骤中积极打磨,而不会撕裂砂纸。
  • 精密配合:如果您正在组装机械零件,精度很重要。您希望保留圆柱体和平面等形式。轴和孔需要根据其功能进行精确的间隙,但根据打印机的精度,可能需要进行一些调整。在打磨之前和期间,测试适合零件并标记要移除的区域,并注意不要打磨得太远。
  • 美学的:印刷品的外观很重要,特别是对于电影道具或营销演示等功能性作品,但也纯粹是为了做工的骄傲。在所有这些情况下,移除图层线都是重中之重。

无论您出于何种原因进行打磨,您都需要首先从快速材料去除开始。这样可以快速完成大部分整形。

砂纸有各种类型的砂砾(粗糙度水平)。粗砂(60 或更小)用于快速去除材料。中等粒度(60 至 80)用于在底漆前进行平滑处理。细砂(100至120)用于准备油漆。非常细的砂砾(150至220)可用于油漆涂层之间。超细(400及以上)用于涂装后的光泽和抛光。

通常,便宜的产品具有较差的粘合剂,导致沙子从纸上脱落。更糟糕的是砂纸,砂砾大小不一致。一张细纸上的单个粗粒可能会留下很深的划痕,使您重新回到粗糙的打磨。因此,避免将课程和精美的论文存储在一起。在更换为更细的砂砾之前清洁零件也很重要,这样可以去除任何残留的粗颗粒。

某些零件的几何形状可能需要专门的工具来打磨特定表面或难以触及的地方。幸运的是,这不一定是昂贵的,因为有很多DIY解决方案。例如,砂光块可以通过将砂纸包裹在一块坚硬的材料(通常是木材)上来创建。

砂纸和块之间的泡沫,布或橡胶垫有助于纸张符合零件的形状。此打磨垫适用于软化硬边缘和消除 STL 文件伪影。较厚的垫子将使砂纸符合零件的形状。但请注意,如果您用力过猛,用厚厚的软垫打磨尖角会导致纸张撕裂。

只需折叠一张砂纸,就非常适合深沟和角落。在销钉周围滚动砂纸,以扩大或平滑孔洞。当然,您也可以打印自己的打磨工具。

在购买打磨工具方面,文件对于难以到达的区域非常方便。PLA不会磨损文件,但会堵塞文件齿,因此文件卡 - 一种用于清洁文件的钢丝刷 - 也很好随身携带。

另一个需要随身携带的好物品是粘性布,用于在打底或涂漆之前清洁物体。所有的打磨灰尘都必须去某个地方!

电动工具

电动工具非常适合在大面积上快速去除材料。这可以节省大量时间,但需要一些练习。如果压力或速度太高,摩擦会在几秒钟后软化或熔化PLA,特别是如果壁薄或零件很小。

建议您从不太关键的区域开始,同时了解其升温速度。不要长时间打磨一个区域。如果零件在打磨时变得不那么光滑,那么它就变得太热了。风扇吹来的微风可能会有所帮助,但这主要是关于保持工具的移动。

其他材料

填料和底漆对于隐藏深层线条、缝隙和其他低洼缺陷至关重要。较大的缝隙可以用木腻子或类似的填料修补,而底漆是一种粘附在基面上的多孔涂料。

有几种类型的引物需要了解。可打磨底漆适用于厚到光滑的表面。刷式底漆成本更低,适用于现场填充或非常大的项目。喷涂底漆方便,不会留下刷痕。

零件的打印表面具有波峰和波谷。峰值由打印层、支撑材料、打印机伪影或 STL 节点组成。山谷是由中断的喷嘴流引起的层和间隙之间的空间。

为了平滑表面,您需要通过去除材料来压平山峰,并用填料或底漆提高谷位。用粗砂纸进行积极的第一次通过将去除几乎所有的山峰。后续的通过,每次使用更细的纸张将去除上一步中的划痕。

湿打磨可用于更细的砂砾。使用一点水有助于清除碎屑并防止纸张被粘合,因为底漆和填料会粘在纸上并堵塞砂砾。

但最重要的是:请记住在打磨时始终使用防尘口罩和护目镜!

要将您学到的知识应用到下一个项目中,请使用此摘要作为指南:

  1. 使用适合您的使用案例具有足够保真度的 STL 文件。
  2. 使用优化的切片器设置打印零件。
  3. 在打磨之前,检查零件是否有打印缺陷、锋利的边缘或粗糙的表面。
  4. 从粗糙的砂纸或锉刀开始,以平滑任何危险的边缘和表面。
  5. 测试适合任何需要组装的零件,通过运动范围循环任何运动部件。根据需要进行粗砂处理,以达到所需的贴合度。
  6. 使用60粒度的砂纸,打磨所有美观的表面。将所有山峰移除到山谷。一些缺口和超深的山谷可以保留下来。
  7. 使用腻子型填料填充任何间隙、暴露的填充物或其他打印缺陷。让腻子干燥。
  8. 使用60粒度的砂纸,将所有腻子修补打磨,以去除多余的材料。
  9. 使用100粒度的砂纸,打磨所有表面。继续,直到60砂砾的任何深层划痕消失。
  10. 使用底漆涂上一层均匀涂层的部件。让其干燥。
  11. 在良好的照明下检查每个零件是否有缺陷和可见的层线。
  12. 再次用更细的砂纸打磨零件,更加注意问题区域。
  13. 再次给每个部分涂上水,让其干燥。
  14. 重复前三个步骤,直到零件符合您的质量期望。
  15. 您的零件现在应该完成打磨并准备涂漆。

一旦你掌握了打磨PLA,你可以尝试其他材料。硬度、晶粒和软化温度的变化会影响零件的打磨方式。

  • ABS和PETG是流行的印刷长丝,可以进行蒸汽平滑处理,从而使用溶剂暂时溶解表面材料。否则,这些材料沙子类似于PLA。
  • 如果施加太大的力,橡胶材料往往会涂污。快速、轻便的打磨行程效果最佳。对软糖材料使用湿打磨,以避免抓住材料并堵塞。如果橡胶想要抓住砂砾,请使用更细的砂纸。
  • 木材和复合长丝等纤维材料应沿晶粒方向打磨。如果你不戴手套,碳纤维,凯夫拉和玻璃纤维会给你留下痛苦的薄片。湿打磨可防止复合纤维在空气中传播,但仍应始终佩戴防尘口罩。
  • 金属打磨需要更长的时间,但可以达到很高的光泽。氧化会使铝和铜等一些金属随着时间的推移而变钝。添加透明涂层以防止氧化或抛光以恢复光泽。
  • 高密度聚氨酯泡沫很容易用中等砂砾打磨。尘埃云会在空气和任何地方徘徊,所以保持真空运行。聚苯乙烯泡沫可以通过油漆熔化,因此在零件上投入太多时间之前,请先用废料进行测试。
  • 玻璃和陶瓷比一些砂纸中的砂砾更硬。需要使用专门的砂岩、木棍或浆料。