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选择添加剂制造的整理方法

经过Leslie Langnau.|2014年3月6日

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提高3D印刷部分的外观和性能的八种选择。

•助理编辑

3 d打印技术这些天是风靡制造业的。但没有3D打印机,无论大小,风格或分辨率如何,都可以产生具有与传统制造方法相同的表面质量水平的对象。无论物体设计有多顺利或如何先进的打印机(目前),3D打印的基本性质将不允许注射成型提供的相同均匀表面。

蒸汽平滑RPM OPT 300x206

rp+m增材制造中心的蒸汽平滑设备。

幸运的是,有些步骤可以采取措施给予对象通过其他手段生产的对象的外观甚至感觉。这些步骤可以像用手打磨或像电镀一样复杂地打磨物体一样简单。无论使用的方法如何,目标是使3D印刷部分外观和感觉尽可能靠近成品。

支持删除

对于任何一种印刷技术来说,完成一个物体的第一步都是去除支撑材料。这种材料可以防止物体屈服于重力,或者,在粉末金属打印的情况下,可以使物体固定在打印床上,这样它就不会自己卷起来。

拆除这些支架的方法和容易程度因印刷方法和建造材料而异。在polyjet技术的例子中,例如Solid Concepts所使用的那种,支撑材料不同于用于建造部件的材料。因此,这种材料可以很容易地用水射流去除。

基于立体刻录(SLA)的3D打印技术使用相同的材​​料来建造,因为他们为支持而进行,因此删除它们的风险更多。必须用手删除这些支撑,但这样做有可能留下剩余材料或甚至在物体表面上留下划分。幸运的是,这两个问题都可以用稍后的完成方法来解决。

融合沉积建模系统产生的支持具有水溶性的优点。但是,该过程并不像将新的打印扣留到浴缸中或在水龙头下运行时一样简单。该材料需要溶解热的Lye溶液。然后,该物体可以留下浸泡,直到通过使用超声波清洁器可以加速支撑件熔化或者该过程。FDM中使用的较高温度材料,例如PPSF和ULTEM,不可溶解,并且必须用手去除。

从粉末床系统中取出支撑结构与将物体从粉末制成材料中挖出并拆除将其拂去。SLS技术的本质意味着未使用的构建材料作为对象的支持。

一旦支撑材料被移除,众多选项就开辟了设计师可以采取的进一步步骤完成印刷品。

打磨

遵循支持去除的最可能完成步骤将是打磨的。这可以通过手或机器来完成,但目标是去除任何支持结构的痕迹并减少或消除每个瘾地产生的物体上发现的“楼梯步骤”表面纹理。删除这些步骤很重要,不仅用于增强对象的外观,而且还为其功能和耐用性。

如果你使用3D打印来创建一个模具,它将被用来制作一个有流动要求的物体,楼梯台阶可能会在你想要层流的地方造成湍流。在3D打印金属部件中,楼梯台阶可能是物体中的应力提升器,并可能导致部件过早失效。

手动打磨是劳动力耗时和昂贵的,并且在难以到达地点的细节细节或表面的碎片不起作用。但它完全脱掉楼梯踩踏,可用于任何添加剂制造过程所做的零件。

rp+m公司的工程经理Patrick Gannon说:“如果你想在贸易展上寻找一个展示部件,它必须看起来像最终制造的部件,唯一的方法就是手工打磨。”

群众整理

最初为金属工作开发,但适用于STRATASYS的FDM材料,质量整理充当砂光机和抛光机同时进行大量零件。该过程通过在砂光/抛光介质桶中的腹部零件进行工作。由于媒体与部件接触,冲击力和摩擦工作在砂和抛光零件表面上的缺陷。结果,具有微妙特征的部件可能不会稳定到振动整理过程。

介质可以是陶瓷,合成,塑料或玉米板,每个晶体非常适合于不同的材料。这些介质中的每一个,节省玉米衫,有多种形状,以适应不同的部分几何形状。

“你真的不得不拨打振动整理到你完成的具体部分几何形状,”坚实概念的产品经理Chuck Alexander说。“所以它不一定为执行原型或一到五个,而不是必然提供低成本的好处,这是您想要拨入的零件的低批量生产的东西。”

蒸汽平滑

蒸汽平滑的过程是rp+m和其他一些公司使用的相当不常见的整理方法。该技术主要适用于FDM过程中使用的ABS材料,将零件暴露在汽化溶剂中几秒钟,使其外层熔化,使其光滑光滑。蒸汽平滑不能完全消除台阶台阶,特别是在一个角度的表面,但它几乎可以消除台阶台阶。

“如果你要做任何其他类型的填充和绘画,它会减少所需的工作量,”Gannon说。

这个头骨是一个例子,说明蒸汽平滑法是如何使表面光滑的,而传统的手工打磨法可能很难做到这一点。

蒸汽平滑适用于大批量的应用,可以平滑手工打磨无法达到的表面。然而,蒸汽平滑在复杂的内部结构中可能不那么有效。薄而扁平的工件在此过程中容易翘曲。由于零件暴露在溶剂中的时间很短,表面的细节得以保留,但是光滑的表面处理会暴露零件表面的缺陷。当蒸汽平滑完成时,可以获得少量的强度,因为其表面的微小峰和谷可能是应力上升的减少。

绘画

和手工砂光一样,几乎任何附加生产的物体都可以被涂上颜色。喷漆的方法有很多种,比如用喷漆或用不同的染色技术处理。设计师应该记住,填充物或底漆可能需要在一个部分可以适当油漆。除了绘画的美学好处外,一些专业颜料可以增强部分的纹理。例如,Solid Concepts提供了一种橡胶涂料,可以让零件有橡胶的感觉。

高光泽涂料可以使零件看起来像最终产品,但有光泽的涂料也可能突出零件表面的缺陷。

电镀

电镀工艺通常用于航空工业,使轻量化的塑料部件看起来更优质的材料。这样做的好处是,你可以在不增加重量的情况下获得所有的美感。铬等合金和镍、铜、银、金等金属是最常用的电镀材料。

电镀使这件物体完全由金属制成,但该过程要求部件能够承受高达100ºF的温度。

电镀也承载通过在其周围形成外骨骼来提供部分添加强度的优点,从而消除了固体部分的成本和重量。这种增加的强度随镀层的厚度而变化,其通常范围为0.0001英寸至0.020英寸(0.0025mm 0.508 mm)。在敏感电子设备容纳在零件内的应用中,电镀的自然导电性能可以帮助保持电信号进出。

成键

3D打印系统的最大限制之一是其有限的构建体积。解决这个问题的方法是将对象切割成更小的部分,并安排它们,使它们适合于构建空间。这样做可以提高打印速度,减少所需支持材料的数量,并减少完成时间。一旦它们被打印出来,这些碎片必须粘在一起。有多种方法可以完成,包括:溶剂粘接,热空气焊接,强力粘接和环氧树脂。粘接最适合使用FDM工艺和材料制作的对象。

Super Gluing就像人们想象的那样直截了当。粘合剂施加到物体的匹配表面上并连接在一起。基于环氧基的粘接使用组合的两种组分形成粘合剂,其通过分配器,刷子或渗透施加到部分。然后将零件连接,并使环氧树脂固化。

溶剂粘合使用化学溶剂将塑料熔化在匹配表面上以将它们粘合在一起。这些水薄溶剂甚至可以注入裂缝以修复物体。与环氧树脂和超级胶粘粘合不同,一旦溶剂蒸发,只有构建材料将保留。该方法不适用于诸如PPSF或ULTEM的化学抗性FDM材料。

热空气焊接与金属焊接有很多共同之处,而不是火焰,使用热空气枪,而不是金属丝,使用塑料细丝。构建材料的灯丝沿匹配表面的接缝拉伸,并由热风枪熔化。然后熔化的塑料填充接缝并粘合两件。这种方法的优点是它的成本极低,一旦凉爽到触摸就准备好了。

超声波点焊使用高频声波熔化零件的局部区域,然后在那里它可以与它的匹配。由于这个过程不引入新材料的部分,印刷的整体准确性保持相对不变。为了进一步加强结合,超声波焊接技术可以结合其他形式的结合。

浸润

如果你想加强一个脆弱的3D打印物体,渗透是一个可能的解决方案。渗透使用环氧树脂来加强和密封物体。它在多孔或半多孔表面材料上效果最好。环氧树脂被刷到零件的表面,然后让它沉入材料内部的微小空间,尽管这个过程可以通过使用真空室来帮助进行。

然后,环氧树脂在烘箱中固化,完成整个过程。渗透创造了一个空气和水密密封,并使部分耐化学物质。通过渗透密封的部件可以承受高达65psi的压力。

行业提示

有这么多不同的加工方法可用,有些人可能会发现很难找出哪种方法适合他们的零件和他们的需求,但根据业内人士,弄清楚零件的用途是第一步。

如果你的零件是为了营销目的,那么更多的美学处理可能是合适的,但如果零件是为了展示一种形式和适合的应用,那么最好跳过美学,集中精力确保零件的尺寸准确。

选择整理过程时,还应考虑生产规模。可以使用更详细的整理过程处理一个或两个原型,而不会破坏银行,但对于低批量生产,可以使用简单或批量生料的过程来降低成本。

“最精加工成本钱,它可以将你的价格翻倍,”亚历山大说。““所以你想确保你只购买你要使用的应用程序的应用程序。”

“与您的团队和3D印刷专家合作,真正了解您需要的完成类型,”Gannon说。“整理是一个艺术,你想要完成专家来满足你的期望。虽然完成可能变得昂贵,但如果有机会在那里,你的3D打印伙伴也可以帮助减轻成本。“mp

坚实的概念
www.solidconcepts.com.

Stratasys公司有限公司
www.stratasys.com

RP + M.
www.rpplusm.com.

快速制造零件


了下:3D打印•添加剂制造•立体光刻,快速制造零件
标记:stratasys,solidConcepts.

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