Siekdami poliruoti 3D spausdintas dalis, kad pasiektų rafinuotą apdailą, inžinieriai taiko įvairius pramoninės apdailos būdus, įskaitant dengimą, smėliavimą ir apdailą rankomis. Nors 3D spausdinimas gali sudaryti sudėtingas dalis, pradiniuose spaudiniuose dažnai būna šiurkštūs paviršiai ir ryškios sluoksnių linijos, ypač dalyse, pagamintose naudojant lydyto nusodinimo modeliavimą (FDM). Dėl šios priežasties itin svarbi detalių gamybos dalis yra antrinis apdirbimas, kuris išlygina grubų nebaigtos detalės paviršių pridedant arba nuimant detalės sluoksnius. Šiame straipsnyje Antarkties lokys sistemingai pristatys ir palygins du pagrindinius šiuo metu rinkoje esančius paviršiaus apdailos procesus – išlyginimą garais ir smulkų poliravimą vibracijos būdu, kad būtų lengviau suprasti atitinkamus procesus, kiekvieno metodo privalumus ir trūkumus.
garai sklandžiai
Garų išlyginimas, taip pat žinomas kaip cheminis garų išlyginimas, yra paviršiaus apdorojimo metodas, kuriuo atspausdintos dalys veikiamos garuojančio tirpiklio aplinkoje. Pramoniniam garų išlyginimo procesui reikia kruopščiai pakabinti vieną ar kelis komponentus sandarioje kameroje, kad būtų užtikrintas maksimalus poveikis. Cheminis tirpiklių mišinys, pvz., FA 326, įpurškiamas ir purškiamas į kamerą, kur kondensuojasi ir sukietėja ant dalies, pašalinant paviršiaus nelygumus kontroliuojamu lydymu. Kylant kameros temperatūrai, likęs tirpiklis išgaruoja ir išgaunamas. Galutinė dalis tampa atspari vandeniui ir išlaiko lygią vidinę ertmę, tikslius matmenis ir originalų medžiagos tūrį. Siekiant geriausių garų išlyginimo rezultatų, procesą rekomenduojama atlikti kontroliuojamoje aplinkoje, naudojant pramoninio lygio įrangą, skirtą 3D spausdinimo garų išlyginimui. Tiems, kurie domisi „pasidaryk pats“ metodu, garų išlyginimą galima pasiekti naudojant acetoną arba etanolį kaip cheminį tirpiklį arba šiuo atveju vadinamą impregnavimu tirpikliu. Tačiau reikia laikytis atsargumo priemonių ir turėti tinkamas saugos priemones bei įrangą.
△ Garų lygioji dalis yra kairėje, o standartinis paviršiaus apdorojimas yra dešinėje (nuotraukų šaltinis: ProtoLabs)
Vibracinis smulkus poliravimas
Kita vertus, atliekant vibracinę apdailą, paviršiaus paruošimui nenaudojami chemikalai. Vietoj to, ji remiasi abrazyvinėmis terpėmis, kad pagerintų 3D spausdinamos dalies paviršių. Proceso metu kelios 3D spausdintos dalys dedamos į vibruojantį kibirą, pripildytą pasirinktos abrazyvinės terpės ir sudėtinio tepimo skysčio. Įjungus mašiną, statinė pradeda judėti, sukurdama mechaninę trintį tarp detalės ir šlifavimo terpės. Šis atimties procesas pagerina detalės paviršiaus kokybę sumažindamas ir švelniai pašalindamas atokiausią medžiagos sluoksnį. Vibraciniam smulkiam poliravimui reikalingos specialios priemonės ir įranga, siūlomi du būdai: vibracijos metodas ir varstymo metodas. Vibracijos metodas ypač tinka didesniems objektams su mažiau detalių ir gali greičiau pasiekti norimą rezultatą.
Abrazyvo arba drožlių pasirinkimas yra labai svarbus atliekant vibracinį smulkų poliravimą. Abrazyvinės drožlės gali būti pagamintos iš keramikos, plastiko arba plieno, kurių kiekvienas duoda skirtingus rezultatus. Keraminiai abrazyvai ypač tinka šlifavimui ir blizgančiam paviršiui pasiekti. Dėl didelio tankio jie gali atlaikyti didelį slėgį ir yra tinkami nerūdijančio plieno, metalo ir plastiko dalių apdirbimui. Plastikiniai abrazyvai idealiai tinka minkštiems, subtiliems paviršiams, kuriuos reikia švelniai apdoroti. Jie būna piramidės ir kūgio formos. Be to, Walther Trowl sukūrė spenelių formos abrazyvus, skirtus labai mažoms, subtilioms dalims sunkiai pasiekiamose vietose. Plieniniai abrazyvai dažniausiai yra sferiniai ir pašalina minimalų medžiagų kiekį, todėl puikiai tinka metalinių, sidabrinių ar aliuminio dalių poliravimui ir mechaniniam valymui, kad paviršius būtų lygus ir nesubraižytas.
△ Iš keramikos pagaminti abrazyvai gali atlaikyti aukštą slėgį. (Šaltinis: Vibrafinish)
Be abrazyvų, vibraciniam smulkaus poliravimo procesui taip pat reikia tepimo skysčių, ty junginių. Junginiai naudojami sugerti ir pašalinti dalių susidėvėjimą, taip pat valyti ir nuriebalinti dalis. Metalinių dalių apdirbimui ėsdinti galima pasirinkti rūgštinius junginius. Po apdorojimo būtina išdžiovinti. Šios dalys gali būti džiovinamos vibracinėje džiovykloje, kur jos dedamos su šildoma džiovinimo terpe, tokia kaip kukurūzų miltai, riešutų miltai ar medienos trinkelės, ir vibruojamos. Arba juostiniai džiovintuvai ypač tinka jautrioms ir stambioms dalims su vidiniais kanalais ir skylutėmis. Juostinėje džiovykloje 3D spausdintos dalys perduodamos per karšto oro sistemą ant juostos ir tokiu būdu išdžiovinamos.
Garų išlyginimo ir vibracinio paviršiaus poliravimo procedūrų laikas skiriasi nuo dešimties minučių iki kelių valandų, priklausomai nuo apdorojamų dalių skaičiaus ir sudėtingumo.
suderinama medžiaga
„Vapor Smooth“ yra suderinamas su dauguma 3D spausdinimo polimerų ir elastomerų. Įprastos garų išlyginimo medžiagos yra akrilnitrilo stireno akrilatas (ASA), akrilnitrilo butadieno stirenas (ABS), didelio smūgio polistirenas (priklausomai nuo mašinos), nailonas 11 (PA 11), nailonas 12 (PA 12), polipropilenas (PP) ir polikarbonatas. /akrilonitrilo butadieno stirenas (PC-ABS). Tačiau verta paminėti, kad nerekomenduojama išlyginti garais naudojant TPU ir tam tikrus specialius siūlus. Kiekvienas tirpiklis, pvz., acetonas, metiletilketonas (MEK), tetrahidrofuranas (THF), dichlormetanas (DCM) ir etilo acetatas, turi savo veiksmingumo ir taikymo aspektus.
Tačiau vibracinis smulkus poliravimas yra suderinamas su daugeliu kitų skirtingų medžiagų. Pavyzdžiui, smulkus vibracinis poliravimas galimas ne tik 3D spausdintoms dalims, pagamintoms iš termoreaktingų, termoplastikų ir elastomerų, tokių kaip polietilenas (PE), polipropilenas (PP) arba polietileno tereftalatas (PET), taip pat gali būti naudojamas metalams, tokiems kaip aliuminis, nerūdijantis plienas. plieno, žalvario arba vario. Tai daro jį universalesniu metodu, kuris gali būti naudojamas kaip papildomo apdorojimo metodas įvairioms 3D spausdinimo technikoms, tokioms kaip FDM / FFF ir miltelių sluoksnio suliejimas.
△ Prieš ir po vibracijos poliruotų metalinių dalių palyginimo (Šaltinis: Acton Finishing)
Papildomo apdorojimo metodų apribojimai ir privalumai
Abu procesai turi daug pranašumų paviršiaus išvaizdos ir veikimo požiūriu. Išlyginant garais galima gauti lygias ir vandeniui atsparias paviršiaus apdailos dalis, panašias į liejimą, ir pagerinti dalių pailgėjimą, tempimo savybes, lenkimo savybes, išlaikyti charakteristikas, stiprumą ir tikslumą. Kita vertus, naudojant vibracinę apdailą nepasiekiama vandeniui atsparios apdailos, o taip pat užtikrinamas išskirtinai lygus paviršius, pašalinamos dangos žymės ir susidaro įbrėžimams bei dėmėms atsparus paviršius. Vibroapdailos ir garų išlyginimo metodais apdoroti komponentai sukuria lygų paviršių su blizgančia išvaizda. Tačiau išlyginimas garais suteikia blizgesį nei smulkus poliravimas vibraciniu būdu. Be to, detalės, apdorotos smulkiu vibraciniu poliravimu, buvo žymiai minkštesnės ir malonesnės lytėjimo pojūčio.
Tačiau verta paminėti, kad garų išlyginimas nėra geriausias sprendimas kiekvienam spaudiniui. Per sudėtingi, per maži, per dideli arba per plokšti modeliai gali iškraipyti arba prarasti detales, o vėliau gali būti matomi artefaktai. Išlyginus garais, dalys gali turėti defektų, tokių kaip tilteliai, pūslės, įkandimo žymės, briaunos, dėmės, skylės arba nepilnos savybės. Be to, verta paminėti, kad lanksčios medžiagos yra labiau linkusios į paviršiaus defektus nei standžios medžiagos. Todėl garais išlyginant judančias dalis arba komponentus su jungtimis, reikia atidžiai pasirinkti laiką, kad nepakenktų jungties vientisumui arba nesuliptų dėl per didelio garų poveikio.
Kita vertus, vibracinis smulkus poliravimas tinka platesniam 3D spausdinamų detalių asortimentui nei išlyginimas garais, nes jį galima pritaikyti prie bet kokių individualių reikalavimų, medžiagos savybių ir detalės struktūros, pasirenkant skirtingus abrazyvus ir būdus. Vibracinė apdaila tinka beveik visoms 3D spausdintoms detalėms, jei tik šį procesą visada profesionaliai atlieka specialistai. Tačiau vibracinis apdailos poliravimas gali lemti dalies geometrijos praradimą. Pavyzdžiui, komponentų kampai ir galiukai gali būti pernelyg suapvalinti ir prarasti formą, o tai neįvyksta išlyginant garais. Be to, atliekant vibracinę apdailą, kartais reikia vėlesnių džiovinimo procedūrų, o tai pailgina procesą.
Taikymo laukas
Garų išlyginimas yra technologija, kurią mėgsta tokios pramonės šakos kaip medicina, automobilių pramonė ir aviacija, skirta vandeniui atsparių, antimikrobinių ir cheminių komponentų apdorojimui. Kalbant apie smulkų poliravimą vibraciniu būdu, ši technologija ypač naudinga medicinos, automobilių ir sporto pramonei. Kiekvienoje srityje lygūs paviršiai, ypač metalinės dalys, yra svarbūs, kad būtų užtikrintas tinkamas komponentų veikimas ir saugios sąlygos. Tačiau garų išlyginimas ir vibracinis smulkus poliravimas gali būti įgyvendinami per visą produkto kūrimo ciklą – nuo koncepcinių modelių iki prototipų iki galutinių gaminių, ir yra naudojami įvairiose pramonės šakose, įskaitant medicinos, automobilių ir plataus vartojimo prekes. Vibraciniu smulkiu poliravimu apdorotų dalių pavyzdžiai yra automobilių dalys, skirtos automobilių pramonei arba riedučiai ir treniruoklių įranga sporto pramonei. Be to, juvelyriniai dirbiniai ir stalo reikmenys yra vibraciniu būdu smulkiai poliruoti vartotojų reikmėms. Garais išlygintos dalies, kuri dažnai naudojama automobilių pramonėje, pavyzdys yra transporto priemonių vidaus komponentai, tokie kaip prietaisų skydeliai, durų rankenos ir centrinės konsolės elementai. Garų išlyginimas taip pat naudojamas aviacijos ir kosmoso pramonėje orlaivių dalims, tokioms kaip sparnai, ortakiai ir variklio dalys, ir kt.
paveikslėlį
△ Garų išlyginimas dažnai taikomas orlaivių dalims aviacijos ir kosmoso pramonėje (Vaizdo šaltinis: Fast Radius)
tiekėjai ir kainos
Įvairūs paslaugų teikėjai, tokie kaip SPALECK GmbH, VibraFinish ar Rohde AG, siūlo smulkų vibracinį poliravimą privatiems klientams ir įmonėms. Garų išlyginimui „Xometry“, AMT, „DyeMansion“, „Protolabs“ ir „Hubs“ yra žinomi paslaugų teikėjai, siūlantys garų išlyginimo paslaugas naudojant nurodytą papildomo apdorojimo tirpalo mašiną arba medžiagų pagrindu. 3Faktur yra Vokietijos įmonė, siūlanti garų išlyginimo ir vibracinio smulkaus poliravimo paslaugas. Gerai žinomos VaporSmoothing mašinos, tokios kaip AMT PostPro3D serija ir Powerfuse S serija, yra sprendimai, kuriuos teikia Xometry ir DyeMansion, o Protolabs ir Hubs naudoja atitinkamai SLS ir MJFHPA 12, PA 12 ir MJF Ultrasint™ TPU-01 medžiagas.
Smulkaus poliravimo vibraciniu būdu didelės pramoninės mašinos iš gamintojų, tokių kaip Walther Trowal, AVAtec ar Garant, kainuoja apie 18,000–21 USD,000 (17,000–20 €,{{ 7}}). 2 kg abrazyvų kainuoja 21–44 USD (20–40 eurų), o 5 litrai mišinio – apie 21–44 USD (20–40 eurų). Kainos labai skiriasi priklausomai nuo apdirbamų dalių kiekio ir dydžio. Išlyginimo garais aptarnavimo mokestis už atskirų dalių išlyginimą gali būti $5-$15 (€4-€14), priklausomai nuo detalės sudėtingumo, nors daugelis gamintojų paprastai siūlo paslaugą tik 10 vienetų paketuose. ar daugiau dalių. Garų glotntuvo įsigijimas gali kainuoti apie 10,000–30,000 USD (11,000–33,000), priklausomai nuo regiono, gamintojo ir kokybės .
