Що таке очищення та полімеризація 3д виробів

Виготовлення 3d моделей стає новою поширеною технологією, популярність якої постійно набирає обертів. Використовуючи спеціальні матеріали, можна створювати міцні та красиві вироби. Фінальний етап – це очищення та полімеризація. Без цих процедур у багатьох 3D-продуктів буде низька якість.

Друк 3D-виробів – це ключовий етап у створенні. Але не менш важливу роль відіграє подальша обробка. На свіжій моделі, яка тільки вийшла друком, залишаються шорсткості, нерівні краї та горбиста поверхня. Виріб може кришитися, а зовнішній вигляд далекий від ідеалу. Це відбувається навіть при використанні високоякісних матеріалів та дорогого обладнання.

Тому наступна обов'язкова процедура – постобробка. Вона включає:

1. Очищення поверхні виробу.
2. Зняття підтримки.
3. Полімеризацію.
4. Полірування.
5. Нанесення захисного покриття.
6. Фарбування та фінальне складання.

Потрібно зосередитися на двох основних моментах – очищення та полімеризації. Способи проведення цих процедур відрізняються залежно від матеріалів та особливостей виробу.

Наприклад, якщо виріб друкувався смолою, потрібно видалити фотополімер, що не затвердів. Моделі, де важлива максимально гладка та глянсова поверхня, додатково шліфуються та поліруються.

Полімеризація застосовується до виробів SLA та DLP. Вона передбачає остаточне затвердіння та закріплення смоли за допомогою ультрафіолетового випромінювання. Це дозволяє досягти підвищеної міцності та надійності 3D виробу.

Що таке очищення 3д виробів

Очищення 3D виробів – це видалення зайвого шару смоли, ниток або порошку, що залишився після друку. А також звільнення від шорсткостей і нерівностей на поверхні продукту.

При використанні технологій SLA і DLP залишається непотрібна смола. Матеріал потрібно прибрати, щоб він не встиг затвердіти. Для видалення зайвого фотополімеру виріб промивається в ємності з ізопропанолом. Також може використовуватись спеціальна мильна станція або ультразвукове очищення – ці способи дорожчі.

Технологія FDM передбачає використання термопластиків PLA, ABS та PETG. Після друкування залишаються непотрібні нитки, які псують зовнішній вигляд виробу. Очищення від ниток проводиться за допомогою ручних інструментів або у хімічній ванні.

У SLS-друку необхідно позбутися зайвого порошку. Є ручний та апаратний варіант очищення, а також занурення в ультразвукову ванну.

Що таке полімеризація 3д виробів

Полімеризація 3Д виробів потрібна для технологій друку SLA та DLP. Для створення моделей необхідна смола (фотополімер). Після друку вона застигає не в повному обсязі й нерівномірно, тому цей додатковий крок обов'язковий.

Закріпити фотополімерну смолу можна за допомогою ультрафіолетового випромінювання. Це найпопулярніший варіант. Також застосовується теплова чи хімічна обробка. Вид та тривалість полімеризації залежить від типу смоли.

У технології FDM із термопластиками полімеризація не потрібна. Тому її не можна вважати обов'язковим етапом при постобробці всіх 3D-виробів.

Де використовується і навіщо

Найчастіше очищення та полімеризації 3D-виробів застосовується для технологій з використанням фотополімерної смоли. Виготовлений екземпляр потрібно очистити від незастиглого фотополімеру, а потім здійснити полімеризацію для закріплення смоли.

Але в інших технологіях 3D-друку очищення теж буває ефективним. Якщо у виробництві передбачено порошок, після друкування модель обов'язково очищається від його залишків. Існують спеціальні автоматизовані прилади видалення порошку. Для ручного очищення потрібні щітки.

Якщо тривимірна модель робиться з термопластику, можливі серйозні дефекти та зайві нитки філамента. У такому разі очищення теж потрібне. Зазвичай проводиться вручну за допомогою ножиць, пінцету або наждакового паперу з різною зернистістю.

Полімеризація закріплює фотополімер, робить виріб зі смоли міцним, з чіткими краями та конкретною формою. Для технологій, де фотополімери не передбачені, полімеризація буде необов'язковою.

Переваги використання

Постобробка 3D-виробів, що включає очищення та полімеризацію, має безліч плюсів:

1. Поліпшення зовнішнього вигляду екземплярів.
2. Видалення шорсткостей та нерівностей.
3. Отримання гладкої поверхні, гарної деталізації та чітких країв.
4. Значне підвищення міцності та надійності виготовленої моделі.
5. Можливість розпочинати наступні етапи. Після успішного очищення та полімеризації виріб можна шліфувати, наносити захисне покриття або фарбувати. Звісно, якщо технологія це дозволяє.

Працюючи з фотополімерною смолою, без подальшої підготовки не обійтись. Ці технології 3D друку обов'язково передбачають очищення від залишків смоли та якісне закріплення матеріалу.

Якщо очищення і полімеризацію не здійснити, виріб буде неякісний, з краями, що розпливлися, втраченою формою і шорсткою поверхнею. У процесі друку смола повністю не закріплюється на всіх ділянках, тому тривимірна модель почне кришитися.

Які пристрої треба використовувати і коли

Спосіб очищення та полімеризації відрізняється залежно від обраної технології друку, матеріалів та складності виробу. Для простих моделей невеликих розмірів підійде ручне очищення та полімеризація. Знадобляться такі інструменти:

• ємність з розчинною рідиною (наприклад, ізопропіловий спирт);
• ножиці та пінцет для самостійного усунення дефектів;
• наждачний папір з великою зернистістю;
• УФ-лампа для закріплення смоли.

Якщо екземпляр великий і складний та ручні процедури не вдається провести, потрібно використовувати спеціальне обладнання. Для якісного очищення від незастиглого фотополімеру використовуються мийні станції. Є багатофункціональні прилади, що передбачають функцію промивання та полімеризації.

Також продаються 3D-принтери з розширеним функціоналом. Вони не тільки друкують виріб, а й очищають та полімеризують модель. Якщо ємність з ізопропіловим спиртом виявляється малоефективною, можна використовувати ультразвукову ванну.

Очищення проводиться відразу після друку. Воно вважається першим етапом. Потім віддаляються підтримки. Далі за необхідності здійснюється полімеризація. У фінальному етапі на екземпляр наноситься захисний шар чи фарба.

Висновки

Очищення та полімеризація – найважливіші етапи у постобробці 3D-виробів. Вони дозволяють позбутися дефектів і зробити матеріал міцнішим. Обов'язкові під час роботи з фотополімерною смолою. Також можуть застосовуватись у технологіях з порошком та термопластиком.

Існують різні способи очистити надрукований екземпляр від залишків матеріалу. Все залежить від типу, складностей та розмірів виробу. Передбачено ручні та автоматизовані методи. Після обробки тривимірна модель виглядає привабливіше та міцніше.