Уважаемые друзья!
В данной рубрике представлены советы специалистов нашей компании в области 3D печати, а также наших постоянных клиентов, на темы как улучшить, облегчить и возможно открыть для себя что-то новое в работе с 3D принтером.
Надеемся, что эта информация будет для Вас интересной и полезной.
Если у вас есть хорошие идеи, как улучшить 3D печать, присылайте их нам, и мы разместим их у нас на сайте.
- Если Вы только приобрели принтер и занялись 3D-печатью и у Вас что-то не получается – не отчаивайтесь. Пробуйте, и результат превзойдет все Ваши ожидания.
- Перед приобретением 3D-принтера обязательно необходимо проконсультироваться со специалистами. Принтер, как и расходный материал необходимо выбирать исходя из Ваших целей.
- Если у Вас никак не получается печатать, не стоит ругать производителей принтеров и расходных материалов. Внимательно изучите и руководствуйтесь инструкциями по использованию принтера, ПО и расходных материалов, прежде чем начать пользоваться принтером.
- Каждый материал имеет свои особенности, это нужно обязательно учитывать при 3D-печати. Новичкам в 3D-печати советуем начать с материала PLA. С этим материалом работать проще всего.
- Обязательно пройдите обучение по работе с 3D-принтером. О возможности такого обучения Вы можете узнать в компании, которая реализует это оборудование.
- Также стоит пообщаться с коллегами, почитать о преимуществах и недостатках принтеров, о проблемах с которым сталкиваются пользователи в 3D печати. Различные статьи на эти темы сегодня публикуются не только модераторами, а также опытными пользователями принтеров.
- Перед началом использования принтера убедитесь, что Вы выполнили следующие действия: - загрузили материал и поставили соответствующие настройки (приблизительные настройки для разного типа материала); - настроили принтер (откалибровали платформу/стол, отрегулировали зажим механизма подачи, ремни хорошо затянуты, сопло очищенно).
- Необходимо помнить, что пластики одинакового типа, но разного цвета, требуют различных настроек параметров печати. Понимание этого вопроса приходит с опытом вместе с качеством работ. За информацией можно обратиться в компанию, где Вы приобретали принтер.
- Постоянно следите за чистотой рабочего стола принтера. Перед печатью, особенно после перемещения принтера или рабочей поверхности, обязательно проверяйте калибровку стола.
- Всегда следите за печатью ваших моделей.
- Снимайте готовую деталь только со снятого стекла или печатного столика, а не внутри самого принтера на закрепленном столе (стекле).
- Никогда не размещайте принтер у окна, особенно открытого, а также в помещениях где есть сквозняки. Малейший сквозняк или ночное понижение температуры могут вызвать коробление детали при печати ABS-пластиком.
- Если возникают различные проблемы с печатью, если у Вас остановилась подача пластика, печать принтера, возникли механические/технические проблемы, всегда обращайтесь в техническую поддержку компании, где Вы приобретали принтер.
- Если Вы только начинаете знакомиться с 3D-печатью, и у Вас совсем нет опыта, то купите PLA-пластик. С его помощью Вам будет достаточно легко понять основные принципы 3D-печати. Данный полимер часто выбирают для обучения детей основам 3D-печати, а также он подойдет для использования в 3D-ручках. Полимер обладает достаточной прочностью для решения большинства бытовых задач.
- В случае использования PLA-пластика, рекомендуемая температура сопла составляет 190-210°C в зависимости от других параметров печати. Рекомендуемая температура стола в зависимости от используемого адгезива составляет от 20 до 70°C. Для повышения адгезии, пожалуй, одним из самых распространенных способов является использование синего молярного скотча 3M, для которого достаточно температуры 35°C.
- Механическая обработка напечатанных изделий из PLA-пластика с помощью наждачной бумаги возможна, но, по сравнению с изделиями из ABS-пластика, затруднительна. Такой тип обработки может быть использован лишь в совокупности, например, с химической обработкой. PLA-пластик достаточно хорошо поддается химической обработке. Наиболее распространенным растворителем является хлористый метилен (дихлорметан). Обработку производят путем погружения модели в растворитель на несколько секунд.
Необходимо помнить, что при использовании растворителей необходимо соблюдать соответствующие меры безопасности.
Для обработки изделий из PLA-пластика также можно использовать полиэфирные шпатлевки, акриловые грунты и краски.
Как правила, изделия, напечатанные PLA-пластиком, имеют качественные финиш
- ABS-пластик является наиболее дешевым материалом для 3D печати. Для работы с ABS-пластиком необходимо наличие опыта работы на 3D принтере и понимание основных процессов, происходящих с полимером во время печати.
- В связи с тем, что для ABS-пластика характерна определенная степень усадки и слабая адгезия к чистому алюминию и стеклу, то перед началом работы с этим полимером необходимо подобрать подходящий адгезив. Существует достаточно большое количество способов повышения адгезии к печатному столу. Выделим некоторые из них: клей БФ-2, раствор ABS-пластика в ацетоне и столярный клей PVA. Для удобства работы рекомендуем иметь в наличии сменные стекла под размеры стола Вашего принтера и, впоследствии, все адгезивы наносить именно на них. Стоит помниить, что не все способы могут работать в каждом конкретном случае из-за совокупности многих факторов. При использовании вышеперечисленных адгезивов, рекомендуемая температура стола должна составлять порядка 110°С. Данная температура позволит повысить адгезию расплава полимера и снизить напряжение, возникающее на плоскости контакта из-за процесса усадки. Повышению адгезии к столу также способствует установление более высокой температуры расплава для первого слоя, его большая толщина, меньшая ширина экструзии первого слоя, хорошая калибровка стола, печать брима.
- Рекомендуемые температуры печати для ABS-пластика составляют от 245 до 260°С. Высокая скорость печати требует более высокую температуру сопла, так как ключевым моментом здесь является температура расплава. В данном диапазоне температур будет наблюдаться наилучшее сплавление слоев, которое, в свою очередь, будет зависеть и от таких факторов, как температура потока воздуха, интенсивность обдува модели, наличие сквозняков. В частности, по этим причинам настоятельно рекомендуется печатать ABS-пластиком в термокамере. Стоит отметить, что термистор (или термопара) экструдера должны быть откалиброваны и отображать реальную температуру сопла.
- ABS-пластик легко поддается механической и химической обработке. В качестве растворителя при химической обработке используют ацетон. В результате воздействия паров ацетона или обработки смоченной тканью поверхность модели сглаживается. Для обработки также используются полиэфирные шпатлевки, акриловые грунты и краски. Используйте все способы обработки и добивайтесь впечатляющих результатов!
На что стоит обратить внимание при печати, в сравнении с ABS, PLA, HIPS:
- Потребуется уменьшить глубину ретракта и снизить скорость втягивания прутка, что связано с пониженной жесткостью и твердостью материала.
- Может потребоваться регулировка прижимного ролика толкающей шестерни.
- Температура печати может варьироваться от 225 до 240°С в зависимости от скорости и диаметра сопла.
- Возможна печать на чистом стекле без использования адгезивов, на силу адгезии будет влиять температура стекла, калибровка стола, ширина экструзии первого, предварительное обезжиривание поверхности с помощью спирта или ацетона.
- При печати необходимо использовать обдув модели, но излишнее охлаждение может снизить межслойную адгезию.
На что стоит обратить внимание при печати прозрачных изделий:
- Прозрачность достигается химической обработкой модели, при этом ключевым условием является печать стенки в один периметр, что позволяет обработать слой с помощью растворителя с обеих сторон.
- При печати ваз, во избежание швов на поверхности, необходимо использовать функцию Spiral vase для плавного перехода от слоя к слою. При этом, для корректной работы этой функции, модель не должна содержать никаких внутренних поверхностей, внутри модель должна быть монолитной (без полости).
- Наибольшая прозрачность модели после химической обработки будет наблюдаться у моделей с большей высотой слоя; например, для сопла 1,5 мм будет достаточно толщины слоя 0,35 мм
- При отсутствии сопла необходимого диаметра, ширину экструзии можно нарастить при помощи увеличения коэффициент подачи (текучесть, flow, extrusion multiplier), толстая стенка может понадобиться для имитации стеклянной бутылки
Видео-советы. Это интересно!
Процесс 3D-печати отличается сложностью и дороговизной, к тому же готовые трехмерные объекты часто получаются не самой приятной наружности. Как правило, при печати по технологии FDM внешние поверхности готовых изделий оказываются ребристыми. Чтобы этого избежать, требуется качественная финишная обработка. Как она выполняется?
Проекты RepRap
Практически сразу с момента появления этого проекта стали придумываться способы обработки готовых изделий в 3D, чтобы сгладить их поверхности. Основной акцент делался на отличительных особенностях термопластиков: способности плавиться под высокими температурами и размягчаться при контакте с химикатами. Как правило, в ходе термообработки регулировать степень нагревания поверхности просто невозможно, поэтому пластика может вскипеть, просесть или просто выделять токсичные пары.
Более перспективной считается обработка химикатами, правда, и тут есть свои сложности, в первую очередь технологические. Кроме того, разные пластики по-разному вступали в реакции с реагентами, и результат трудно предугадать. Например, ацетон отлично растворяет пластик ABS, а в случае с PLA-пластиком он бессилен. Лимонен действует полностью наоборот. Именно поэтому химическое сглаживание применяется в основном по отношению к ABS-пластику, который более популярен и доступен с точки зрения цены.
Типичным растворителем для этого вида пластика является ацетон . Благодаря хорошей растворяющей способности его можно использовать и как клеевой состав, когда требуется создание моделей из ABS-пластика. Такой же клей целесообразно применять для ремонта расслоений детали или при появлении трещин на ней. Особенность процесс сглаживания в повышении не только эстетичности детали, но и ее прочности: благодаря монолитной внешней оболочке модель становится прочнее и герметичнее.
Обработка вручную
Ручная обработка деталей 3d возможна благодаря инструменту Makeraser . Изначально дизайнеры стремились обработать детали простой кисточкой, но этот процесс требовал определенных умений, поскольку размягченный пластик легко деформировался под воздействием щетинок. Соответственно, на детали могли остаться следы, которые не всегда выравнивались. С другой стороны, можно было нанести ацетон лишь выборочно, благодаря чему не подвергались сглаживанию острые углы. Из-за слишком больших трудностей и был создан инструмент Makeraser, являющийся по сути простым фломастером с резервуаром. Он наполняется посредством ацетона или ацетонового клея, после чего встроенным скребком снимает модели с рабочей поверхности. Это практичный и универсальный инструмент, правда, его рационально использовать, если нужно склеить части модели или нанести ABS-пластик или ацетоновый клей на поверхность рабочего стола.
Погружение в ацетон
Этот метод обработки поверхности деталей считается перспективным. ABS-пластик следует выдержать в этом растворе не больше 10 секунд – этого времени вполне достаточно, чтобы растворился внешний слой изделия. Однако конкретное время на выдержку детали варьируется в зависимости от того, какого качества модель и какова концентрация ацетона. После выдержки модель должна полежать на воздухе, чтобы ацетон испарился. Этот метод обработки поверхности 3D-деталей прост и удобен, но регулировать его нелегко. Если передержать модель, слои просто будут растворяться, а мелкие детали ее потеряются. Если ацетон загрязнится пластиком одного цвета, при обработке другой модели могут возникнуть разводы пятен. А потому более удобным и контролируемым процессом является обработка деталей посредством ацетоновых паров.
С помощью погружения в ацетон можно эффективно обработать детали из популярного ABS-пластика с глянцевой поверхностью. Суть метода в следующем: модель помещается в тару, в которой налито небольшое количество ацетона. Сам трехмерный объект не должен соприкасаться с растворителем, поэтому его нужно поставить на платформу или подвесить над тарой. При этом важную роль играет материал платформы. Например, дерево не подходит, поскольку оно будет склеиваться с нижней поверхностью модели, и потом ее нельзя будет отделить. Лучше всего взять подставку из металла.
После того, как модель размещена, емкость подогревается, повышая тем самым температуру ацетона. Он начнет медленно испаряться. Помните о том, что кипятить ацетон нельзя, поскольку на модели будет скапливаться конденсат, который затем выльется в разводы на поверхности. Идеальной температурой является максимум 56 градусов. Готовая модель должна проветриться, пока не затвердеет внешняя поверхность. При обработке парами нужно учесть толщину стенок трехмерной модели. Оболочка должна иметь оптимальную толщину, чтобы выдержать потерю внешнего слоя, поскольку тонкие черты могут просто раствориться в составе.
Соблюдаем технику безопасности
Ацетон – это не самое опасное вещество, однако надо быть осторожным при работе с ним. Дыхание паров может привести к тому, что в легких образуется отек, который запросто может перерасти в воспаление. Первый признак отравления – неприятные ощущения с головокружением, раздражение слизистых оболочек. В идеале работу с ацетоном нужно вести с перчатках и очках. Ацетон – воспламеняемое вещество, а если его концентрация будет выше 13% в воздушной смеси, может возникнуть и взрыв. Если работы ведутся с парами ацетона, помещение должно хорошо и вовремя проветриваться. Для нагревания химиката нельзя использовать открытый огонь, поскольку по мере вытеснения воздуха из сосуда ацетон будет охлаждаться и вступит в контакт с огнем.
Finishing Touch
Кроме бесплатных вариантов инструментов, на основе которых могут обрабатываться 3D-детали, существуют коммерческие проекты. Один из них создан компанией Stratasys и называется Finishing Touch . Ее отличительная особенность – в возможности обработки любых вариаций ABS-пластика высокого качества. Процесс обработки легкий и простой, поскольку имеется система рециркуляции, а это дает возможность сэкономить на растворителе и не загрязнять воздуха вредными парами. Разработчики устройства обещают, что оно будет совместимо с пластиком ABS и PLA. Но при этом обработка все-таки будет вестись с применением ацетона, несмотря на то, что полилактид (PLA), растворяется в нем плохо.
Механическая и химическая
Кроме химической обработки требуется и механическая обработка готовых трехмерных деталей. Чаще всего деталь подвергается шлифовке, пескоструйной обработке и обработке парами растворителя. Несмотря на то, что различные методы 3D-печати позволяют получать высокоточные модели, без их финишной обработки не обойтись. Связано это с тем, что в некоторых случаях появляются трещины на деталях или расслаиваются слои. Для придания детали эстетичного облика применяется метод ошкуривания, который позволяет убрать видимые дефекты с поверхности моделей.
Этот процесс играет важную роль, например, при создании ювелирных изделий или экспонатов на выставку.
Созданные на 3D-принтере модели могут обрабатываться и наждачной бумагой. Это делается для получения гладкой поверхности, чтобы не были заметны места стыковки слоев. Чтобы их убрать, потребуется незначительная доводка наждачной шкуркой. Пластиковые детали также могут быть обработаны на шлифовальном станке, правда, использование наждачной бумаги и ошкуривания более рационально и удобно, поскольку можно контролировать каждый сантиметр модели. Наждачная бумага идеально подходит для обработки мелких деталей, чтобы убрать с них незначительные дефекты. При применении этих методов следует учитывать, что слои материала при ошкуривании, например, будут уменьшаться. И очень важно сохранить первоначальную форму трехмерного объекта.
Пескоструйная обработка
Этот способ предполагает управление оператором соплом, через которое на деталь распыляется мелкодисперсный материал. Процесс пескоструйной обработки оперативный – всего 10 минут, при этом деталь становится эстетичнее и аккуратнее. Суть метода в том, чтобы поместить готовую деталь в камеру, куда будет направляться поток мелких частиц. Они по мере воздействия будут обеспечивать гладкость поверхности 3D-детали.
При пескоструйной обработке на деталь, помещенную в закрытую камеру, направляется поток мелких пластиковых частиц, в результате чего через 5-10 минут поверхность становится гладкой. Метод хорош тем, что на его основе можно работать с любым материалом, к тому же процесс обработки простой.
Привет! С вами Top 3D Shop и сегодня у нас необычный обзор, он посвящен не технике, а постобработке 3D-печатных моделей.
Рассматривать мы будем обработку принтов напечатанных по технологии FDM , так как это самая распространенная и доступная технология, да и обработки таким моделям требуется больше всего.
Несколько моментов, которые стоит иметь в виду еще до печати изделия.
Слои
Первый момент – толщина слоя. Чем тоньше слой, тем выше качество поверхности и меньше постобработки требуется. Естественно, платить за высокое качество придется временем печати.
Если нужна глянцевая поверхность, нет смысла тратить время на печать с минимальной толщиной слоя - модель все равно надо будет шлифовать и полировать, либо наносить грунт и краску.
Стенки
Учесть будущую постобработку стоит и при установлении толщины стенки.
Обычно она составляет около 2 мм, а на деталях под последующую шлифовку или химическую полировку имеет смысл увеличить толщину стенки до 3-4 мм, так как эти процессы удаляют материал. При недостаточной толщине стенок, в процессе постобработки легко протереть или растворить поверхность до дыр.
Поддержки
На FDM принтерах мы почти всегда печатаем с поддержками. В идеале, если принтер может печатать двумя материалами, сделать поддержки растворимыми.Крупные части таких поддержек удаляются механически, остальное растворяется, затем модель просто промывается и можно переходить к следующим операциям.
Если принтер печатает одним материалом и поддержки печатаются из материала модели, уделите им особое внимание при создании файла для печати.
При правильных настройках и несложной форме изделий поддержки снимаются легко.
Если места соединения поддержек занимают значительную площадь на модели, после их удаления останутся характерные следы, которые требуют дальнейшей обработки.
Совет:
Не жалейте времени на настройку поддержек, вы сэкономите его при постобработке и принт будет выглядеть аккуратнее. Если модель крупная, зачастую стоит разрезать её на части, чтобы уменьшить количество поддержек. Швы после склейки обработать проще, чем следы от множества поддержек по всей площади принта.
Настройки
Современные слайсеры поддерживают продвинутые настройки поддержек. При настройке обратите внимание на их количество и пятно контакта между поддержкой и моделью, оба эти значения должны быть, по возможности, как можно ниже.Также важно расположение поддержек: не оставляйте место их контакта с моделью в труднодоступных местах, если этого можно избежать. Помните о том, что модель для печати можно повернуть или разделить на части.
Химия
Поговорим немного о чудесах современной химии. Для постобработки применяются, в зависимости от материала модели и поддержек, различные растворители.
Склеивание
Для склеивания частей крупных или сложных моделей можно использовать как бытовые клеи, создающие на поверхности собственную адгезивную пленку, так и растворители.
Второе предпочтительнее, если требуется максимально прочное соединение.
Самые распространенные растворители, используемые для обработки и клейки пластиков, это дихлорметан и ацетон.
Важно:
Работайте с любым клеем, растворителями и лакокрасочными покрытиями в хорошо проветриваемых помещениях, в защитных перчатках и очках. Вдыхание этих веществ и попадание их на кожу или слизистые пользы вашему здоровью не принесет.
Ацетон часто используется для обработки пластика ABS, так как размягчает и растворяет его медленнее, чем дихлорметан, что делает обработку с его помощью более аккуратной. Используется как для склейки, так и для обработки поверхностей, с нанесением кистью или помещением детали в “ацетоновую баню ”.
Дихлорметан предпочтительнее для склеивания, он действует быстрее. При склеивании растворителем, достаточно покрыть им склеиваемые поверхности и с усилием прижать друг к другу.
Образовавшийся шов убирается при дальнейшей обработке, после ошкуривания и грунтования его не будет видно.
Растворение поддержек
Для создания растворимых поддержек, при печати моделей из ABS , часто используется HIPS . Этот пластик растворяется лимоненом , который никак не реагирует с ABS, что делает такое сочетание идеальным.
Почти идеальным. Минусов тут два: стоимость лимонена и его резкий запах цитрусовых, который кому-то может не понравиться.
Шлифовка и полировка
Шлифовка
Самый простой способ обработки: берем наждачную бумагу и стираем верхний слой модели. При определенном навыке, можно добиться очень ровной поверхности.
Переусердствовав, можно протереть в изделии дыру, если толщина стенок слишком мала. Такой способ обработки больше подходит для ABS чем, например, для PLA, так как PLA начинает размягчаться уже при 60°C. Соответственно, если и шкурить PLA, делать это нужно медленно и аккуратно, чтобы пластик не скатывался под наждачной бумагой.
Процесс довольно грязный, заниматься им лучше в защитных очках и маске, так как в воздухе остается пластиковая взвесь, дышать которой неприятно и вредно.
Для обработки сложных мест можно использовать бормашину с различными насадками.
Полировка
Механическая полировка, в целом, не особо отличается от шлифовки, Производится самой мелкой наждачкой и тканью с полировальной пастой.
Если механическая обработка проводится после химической, перед ней необходимо подождать, пока растворитель полностью испарится а поверхность затвердеет.
Химическая полировка производится путем выравнивания поверхности растворением верхнего слоя. Растворитель наносится кистью, аэрозольно или путем помещения детали в закрытый бокс наполненный парами растворителя.
Грунтовка
Предпокрасочная грунтовка наносится в тех случаях, когда поверхность модели уже ровная, а грунт служит для заполнения микроскопических углублений и улучшения сцепления краски с поверхностью объекта. Грунт для этого мы используем аэрозольный , он недорог и удобен в обращении. При больших объемах лучше использовать аэрограф.
Корректирующая грунтовка более грубая, она призвана исправить изъяны модели, ошибки при печати, сгладить неровности или плохо зашлифованные швы.
Для нее можно использовать обычную латексную шпатлевку и, опять же, грунт. Процесс достаточно прост: замазываем все, что нам не нравится, ждем высыхания, проводим шлифовку и полировку.
Если результат не устраивает, повторяем.
Окрашивание
К этому этапу переходим только тогда, когда полностью достигнута желаемая фактура поверхности, отсутствуют незапланированные швы и изъяны, которые после покраски станут еще заметнее.Перед покраской, как и перед предпокрасочной грунтовкой, убедитесь в отсутствии пыли и других посторонних включений на поверхности. Не забывайте о средствах защиты.
Проведение этих несложных процедур даст принтам высокое качество поверхности, которое будет радовать вас и ваших клиентов.
Материалы и реактивы для постобработки покупайте в Top 3D Shop - подберем необходимый набор для любого техпроцесса, оперативно оформим и доставим.
Узнать больше о 3D-печати можно на наших мастер-классах : каждый покупатель принтера получает право на бесплатное посещение мастер-класса, для остальных это будет стоить 2000 рублей.
21 сентября мастер-класс бесплатен для всех, в рамках выставки-конференции «Top 3D Expo. Цифровое образование 2018 », само посещение которой также бесплатно, но требует предварительной регистрации на сайте. Количество мест ограничено, успейте записаться.
До новых встреч!
Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?
3D-печати без исключения, это ребристость внешних поверхностей. Так как сама технология основана на последовательном нанесении слоев пластика, этого эффекта не избежать. Можно, конечно, сделать его менее заметным за счет повышения вертикального разрешения принтера (т.е. нанесения более тонких слоев), но полностью избавиться от ребристости не получится.
3D-модель из PLA-пластика до и после обработки горелкой. Видна внутренняя структура под просевшим наружным слоем
Практически с первых же дней проекта начались поиски методов обработки готовых моделей с целью сглаживания поверхностей. Упор был сделан на две особенности термопластиков: способность плавиться под воздействием высоких температур и размягчаться при контакте с соответствующими химикатами.
Как правило, термообработка не дает хороших результатов – регулировать нагревание поверхности достаточно сложно, а это приводит в итоге к вскипанию пластика, проседанию или просто выделению токсичных паров. Тем не менее, этот метод можно попробовать на монолитных моделях из PLA-пластика .
Более многообещающей является химическая обработка, однако и она сопряжена с определенными сложностями. Кроме технологических проблем, актуальна проблема реагентов – разные пластики реагируют с разными растворителями. Если ацетон прекрасно растворяет ABS-пластик, то на PLA-пластик он почти не имеет эффекта. С лимоненом же все с точностью до наоборот.
Основные приемы химического сглаживания до сих пор вращаются вокруг именно ABS-пластика ввиду его высокой популярности и дешевизны подходящих растворителей.
Типичным растворителем для ABS-пластика является ацетон. Хорошая растворяющая способность позволяет использовать его в виде клея для составляющих деталей моделей из ABS, хотя обычно для этого используется самодельная смесь, производимая растворением в ацетоне ABS крошки. Такой же клей (только более густой консистенции) нередко используется и для ремонта расслоений или трещин.
Наряду с повышенной эстетикой, немаловажным фактором в разработке методов сглаживания является повышенная прочность. Монолитная внешняя оболочка усиливает модели, предотвращая расслоение, и гарантирует их герметичность.
Ручная обработка
Makeraser – комбинированный инструмент, предназначенный, в том числе, и для обработки внешней поверхности моделей
Неудивительно, что первым делом 3D-мейкеры вооружились обычными кисточками с натуральным ворсом (синтетика может раствориться) в попытках сгладить свои модели. Однако, обработка с помощью кисточки – дело трудоемкое, да еще и требующее определенной сноровки. Ведь уже размягченный пластик легко деформировать самой кисточкой, то есть волоски будут оставлять на пластике след, который может и не выровняться перед тем, как ацетон испарится. Сравнять ярко выраженные неровности таким методом можно, но добиться ровной поверхности достаточно сложно.
Плюсом же подобной обработки является выборочное нанесение ацетона, что позволяет избегать сглаживания острых углов. Ведь для Хеопса построили пирамиду, а не конус, не так ли?
Попыткой создать специальный инструмент для ручной обработки стало устройство под названием Makeraser. По сути, это простой фломастер с резервуаром, наполненным ацетоном или ацетоновым клеем, и встроенным скребком для снятия моделей с платформы. С точки зрения практичности, этот инструмент лучше подходит для склеивания частей модели или нанесения ABS/ацетонового клея на рабочий столик непосредственно перед печатью для борьбы с закручиванием нижних слоев.
Погружение в ацетон
Неудачные попытки выравнивания поверхности погружением
Более перспективным и наиболее простым методом является погружение в ацетон. Выдержка модели из ABS-пластика в неразбавленном ацетоне около 10 секунд вполне достаточна для растворения внешнего слоя модели. Конкретное время выдержки может варьироваться в зависимости от качества исходной модели и концентрации ацетона. Так как продажа чистого ацетона регулируется, можно воспользоваться техническим растворителем.
После выдержки модель необходимо выдержать на воздухе пока ацетон не испарится. Процесс может занять около получаса.
Хотя этот метод достаточно быстр, регулировать процесс сложно. При излишней выдержке модель просто начнет растворяться, быстро теряя мелкие черты. Кроме того, загрязнение ацетона пластиком одного цвета может привести к появлению разводов на последующих моделях, окунаемых в тот же раствор. Более контролируемым процессом является обработка ацетоновыми парами.
Пожалуй, наиболее эффективный метод получения моделей из ABS-пластика с глянцевой поверхностью. Этот метод требует помещения модели в тару с небольшим количеством ацетона на дне. Сама модель не должна соприкасаться с ацетоном, поэтому модель следует устанавливать на платформу, либо подвешивать над поверхностью растворителя. При установке на платформу следует учитывать свойства материала подставки. Древесина плохо подходит для этой задачи ввиду пористости: нижняя поверхность модели склеится с древесиной, а отделить ее будет достаточно сложно. Наилучшим вариантом считается использование металлической подставки.
Желательно не использовать древесину в качестве платформы
После размещения модели емкость необходимо подогреть, чтобы повысить температуру ацетона. Ацетон испаряется и при комнатной температуре, но слишком медленно. Следует иметь в виду, что кипячение ацетона не рекомендуется, так как это будет способствовать накоплению конденсата на модели, который, в свою очередь, может вызвать образование разводов. Таким образом, для лучших результатов не стоит превышать температурный порог в 56°C.
Безопасное кустарное устройство для обработки парами, использующее кипяток во внешней кастрюле для нагревания ацетона во внутренней
Время выдержки сильно варьируется в зависимости от температуры ацетона. Так, при кипячении может хватить лишь нескольких секунд, тогда как эксперименты при комнатной температуре требовали до 40 минут выдержки. К счастью, используя прозрачный контейнер можно определить готовность модели «на глаз».
Как и в случае с обработкой погружением, готовую модель необходимо проветрить до затвердевания внешней поверхности, избегая лишнего физического контакта.
Как при погружении моделей в ацетон, так и при обработке парами следует учитывать толщину стенок моделей. Оболочка должна быть достаточно толстой, чтобы выдержать неминуемую потерю внешнего слоя. Кроме того, особенно тонкие черты могут просто раствориться, а острые углы будут сглажены.
Техника безопасности
Результат успешной обработки модели из ABS-пластика ацетоновыми парами
Ацетон не считается высокотоксичным веществом, но, тем не менее, следует проявлять осторожность. Вдыхание паров может привести к отеку легких и пневмонии. Признаком отравления служит ощущение интоксикации, сопровождаемое головокружением. Кроме того, ацетон вызывает раздражение слизистых оболочек. При работе с ацетоном не следует пренебрегать индивидуальными средствами защиты – очками и перчатками.
Стоит обратить особое внимание на легкую воспламеняемость ацетона. Воздушные смеси с концентрацией ацетона до 13% по объему взрывоопасны – при обработке ацетоновыми парами категорически рекомендуется проводить работы в хорошо вентилируемом помещении и, по возможности, использовать вытяжку. Не используйте открытый огонь для нагревания ацетона: так как пары растворителя тяжелее воздуха, они будут вытеснять воздух из сосуда, а оказавшись снаружи, охладятся и войдут в прямой контакт с огнем со всеми вытекающими последствиями. Плотно закрывать сосуд также не рекомендуется, особенно при сильном нагревании, во избежание разрушения под давлением.
Коммерческие варианты
Результат работы установки Stratasys Finishing Touch Smoothing Station
Помимо вышеописанного устройства Makeraser, существуют и коммерчески производимые установки для обработки парами как ацетона, так и других растворителей – дихлорметана, бутанона и др.
Можно выполнять с помощью различных средств: ацетона, метилэтикетона, дихлорэтана, тетрагидрофурана и дихлорметана. В целях безопасности предпочтительно применение в этих целях терагидрофурана и дихлорметана, поскольку метилэтилкетон или дихлорэтан обладают высокой токсичностью. Не очень хорош по схожим причинам и ацетон, хотя и является весьма доступным по цене растворителем. Для таких материалов, как ABS, PLA , HIPS, SBS и другие разновидности пластиков, растворитель применят достаточно часто. Однако специалисты рекомендуют в качестве более безопасной альтернативы средство D-Limonene. Помимо безопасности этот растворитель также имеет приятный цитрусовый аромат.
Безопасность — важное условие при выполнении постобработки, поэтому следует иметь в виду, что ряд веществ, таких, например, как дихлорэтан относятся к категории мощных ядов, поэтому пользоваться ими нельзя. Менее ядовитым считают дихлометан, однако и он несет риски для здоровья человека. Не очень токсичный терагидрофуран в свободной продаже почти не встречается.
Предупреждение:
Предлагаемые в статье методы производственного процесса требуют неукоснительного соблюдения мер безопасности. Поэтому перед выполнением работ следует внимательно ознакомиться с главой «Техника безопасности при работе с растворителями», паспорта безопасности химической продукции.
Постобработка пластика: суть и задачи процесса
В процессе 3D-печати методом FDM мы получаем объекты с явными следами наложения слоев (неровностями), а также различными артефактами производственного процесса (следы точек соприкосновения с креплениями и другие видимые дефекты поверхности). Постобработка служит для сглаживания неровной поверхности и удаления ненужных артефактов, после чего обработанный объект будет выглядетьт намного лучше.
Правила безопасности при работе с растворителями
Дихлорметан
Дихлорметан с XIX века относится к категории относительно неядовитых и очень эффективных средств для пластиков, что доказано многочисленными лабораторными исследованиями. Но есть у этого растворителя и недостатки. При соединении с щелочными металлами дихлорметана может произойти сильный взрыв. Легкая летучесть средства приводит к быстрому и сильному отравления организма и поражению целого ряда важных внутренних органов. Поэтому любые работы с дихлорметаном рекомендуется выполнять при наличии исправно работающей вытяжной вентиляции.
Следует не допускать попадания вещества на огонь или искры, иначе можно спровоцировать пожар. Нельзя выливать дихлометан в унитаз или раковину, поскольку вещество не смешивается с водой и может повредить арматуру из пластика. По своим свойствам дихлорметан сильно напоминает ацетон и и тетрагидрофуран. У него такая же высокая летучесть и IV класс опасности. Хотя запах у дихлорметана выражен слабее, чем у ацетона, не следует пренебрегать проветриванием помещения.
D-Limonene
Среди известных на сегодня растворителей, применяющихся для работы с пластиками, D-Limonene по праву считается менее вредным и сравнительно безопасным для человека при условии точного соблюдения всех мер предосторожности. Цитрусовый аромат делает работу с растворителем более приятной. Тем не менее, необходимо позаботиться о хорошей проветриваемости помещения, так как длительное воздействие вещества отрицательно сказывается на организме человека. Мыльная основа D-Limonene облегчает нейтрализацию реакции пластика с растворителем, так как при таком развитии событий достаточно использовать воду с мылом. Единственным существенным недостатком вещества является тот факт, что он взаимодействует только в HIPS- и SBS-пластики.
Обратите внимание на то, что каким бы сравнительно безопасным ни был растворитель, при работе с ним следует использовать перчатки и хорошо проветривать помещение. Перчатки помогут предотвратить повреждение кожи или ее обезвоживание.
Методы обработки
Метод обработки погружением
Обработка погружением — самый простой и быстрый метод, ведь один цикл продолжается максимум 3 минуты. В качестве примера можно привести погружение Йода в дихлорметан. Процесс погружения продлился несколько секунд, а через несколько минут растворитель полностью исчез с поверхности объекта. Если требуется получить глянцевую поверхность, то изделие можно погрузить в растворитель еще раз примерно на полсекунды. Этого будет достаточно, чтобы растворитель не впитался и быстро испарился, а после операции получилась глянцевая поверхность.
Продолжительность процесса очень небольшая еще и потому, что для таких целей не нужны баня и ацетон. Для ABS, PLA, HIPS и других редких расходных материалов вполне подойдет дихлометан. Одного литра средства хватит на долгое время, главное — сохранять герметичность емкости с раствором.
Метод нанесения кистью
Дихлорметан в таком случае нужно наносить чистой кисточкой с ворсом из натурального волоса. Вещество, кстати оченнь летучее, наносится до полного сглаживания поверхности в местах соприкосновения слоев. Дихлорметан отлично подходит в тех случаях, когда требуется выборочное нанесение растворителя, чтобы оставить нетронутыми углы и убрать явные дефекты. Практика свидетельствует, что такой способ позволяет добиваться наилучших результатов в процессе постобработки. И, конечно же, не стоит забывать о соблюдении техники безопасности.
Помимо дихлорметана для качественной обработки поверхности кистью очень пригодится такое вещество, как XTC-3D от компании Smooth-On. Этот материал представляет собой защитное покрытие из двух элеменов и служит для качественного выравнивания и финишной обработки 3D-объектов. В процессе обработки происходит смешивание двух разновидностей жидкости, а затем смесь с помощью кисти наносят на поверхность изделия. Процедуру нанесения нужно выполнить в пределах пяти минут. Отверждевание происходит в течение 4 часов, в зависимости от массы объекта и температуры. XTC-3D обладает рядом важных свойств: оно позволяет создавать твердое, ударопрочное покрытие, которое можно шлифовать, грунтовать или красить.
Производитель утверждает, что XTC-3D можно использовать применительно к изделиям, получаемых по технологии SLA и SLS. Вещество превосходно работает с PLA, ABS, Laywoo, пенополиуретаном, древесиной, гипсом, картоном и даже бумагой. Внешне, XTC-3D похож на обычный эпоксидный клей, при этом у вещества нет неприятного стойкого запаха.
Метод обработки парами
Обработка парами PLA похожа на процедуру обработки ABS ацетоном. В качестве обрабатывающего вещества используется тетрагидрофуран. Изделие из PLA-пластика, подвергающееся обработке, нужно разместить на нерастворимой подложке. Для этих целей можно использовать алюминиевую фольгу или проволочную сетку. После этого изделие помещается в герметичную емкость. Растворитель испаряется при нагревании и взаимодействии с поверхностью обрабатываемого объекта.
На фото выше акулий зуб изготовлен на Makerbot Replicator 2 коричневым PLA-пластиком, после чего был обработан тетрагидрофураном и высушен.
Если вы посмотрите сверху на неровную поверхность, то поймете, что при постобработке тут было место соприкосновения объекта с опорой. Это говорит о том, что перед работой нужно хорошо продумать, какой частью и куда прислонять изделие. Расчет времени равномерного распределения газа внутри камеры становится тем труднее, чем меньше объем рабочей камеры принтера. Неравномерность процесса выравнимания может объясняться именно этой причиной.
Метод ручной полировки
Процедура ручной полировки знакома многим, и если вы не хотите использовать метод обработки парами, то можно обратить внимание на этот достаточно простой и эффективный способ. Растворитель придется наносить на кусочек ткани и выполнять полировку вручную. Для этой процедуры воспользуйтесь белой или неокрашенной тканью без ворса. В ином случае PLA-частицы будут оставаться на ткани, и потом вы не сможете использовать ее снова.
Использование ткани не освобождает вас от соблюдения элементарных мер безопасности. Помещение должно быть хорошо проветриваемым, а на руки надеты перчатки из нитрила или неопрена. Ткань нужно намочить дихлорметаном и после этого можно приступать к полировке. Результат работы определяется разными факторами: как выполнялись движения, какие усилия прилагались и даже насколько жесткой была ткань. Полировку обычно выполняют круговыми движениями, если не оговорено иное.
После завершения процедуры полировки необходимо изделию дать время высохнуть. При этом вещество полностью испарится.
Фотография была сделана с макросъемкой, глубина резкость мала, но выделен основной фокус для того чтобы увидеть детали. Средняя часть зуба была подвергнута полировке. Результаты оказались очень хорошими. Для сравнения обратите внимание на левую сторону, где видно следы печати.
Следует помнить, что размеры объекта и параметры печати определяют количество усилий на полировку. Чем меньше изделие и выше качество печати, тем, соответственно, меньше усилий.
Другие методы постобработки
Существует множество других методов постобработки. Например, ABS-пластик можно неплохо обработать обычной наждачной бумагой. Вы сможете добиться гладкой поверхность с помощью нескольких видов наждачной бумаги и мелкой шлифовальной губки. При этом, не забудьте о толщине стенок, иначе протрете заметную дыру в изделии. Наждачная бумага или надфиль обычно хороши, если нужно убрать следы поддержек или заметные дефекты. Нужно соблюдать осторожность при обработке PLA-пластика. Но не следует производить шлифовку с помощью бормашины, шлифовального станка или просто долгой шлифовки. Трение приведет к повышению температуры обрабатываемого участка, пластик размягчится и станет скатываться. Качество поверхности только пострадает. Поэтому при обработке изделий из PLA-пластика можно применять специальные смолы для обработки поверхности (вроде XtC) или же воспользоваться растворителями. Приклеить же детали из PLA-пластика можно тоже при помощи дихлорметана.
Удачной работы!
