Як ефективно очищувати вироби 3Д друку

 

Все більше та більше процесів виробництва переходять до сфери 3D-друку, дозволяючи створювати складні інженерні вироби та унікальні дизайни з неймовірною точністю. Проте, завершуючи друк, виникає важливий момент – постобробка. Цей етап включає в себе ряд операцій, які необхідно виконати після того, як виріб вийшов із принтера: очищення від підтримок, обробка поверхні, видалення надлишкового матеріалу та навіть фарбування.

Наприклад, коли працюємо з порошковим друком, важливо мати на увазі процес знепилювання, а при використанні фотополімерів - про промивання виробів. Давайте розглянемо цей процес докладніше, починаючи з очищення деталей, і дізнаємось, які труднощі можуть виникнути та як їх подолати.

Безпека понад усе!

Перш ніж почати, переконайтеся, що ви забезпечили всі необхідні умови для роботи. Слід уникати прямого контакту зі шкірою. Для безпечної та правильної роботи вам знадобляться нітрилові рукавички, захисні окуляри та чисте робоче місце з відчиненим вікном або вентиляцією. Якщо ви обробляєте багато деталей або якщо це займає більше кількох хвилин, може знадобитися маска FFP2 (або аналогічна).

Якщо смола потрапила на відкриту шкіру, негайно промийте цю ділянку водою з милом. Не залишайте слідів смоли на предметах, до яких ви торкаєтесь. Якщо ви розлили смолу, негайно приберіть її, поки вона не затверділа – для цього достатньо паперового рушника.

Пам'ятайте, що рукавички та захисні окуляри слід використовувати постійно, а не лише під час роботи з деталлю.

Отже, які існують різні методи постобробки?

Можна виділити 5 етапів постобробки, хоча не всі етапи потрібні для всіх проектів:

• очищення;
• фіксація;
• затвердіння або зміцнення;
• обробка поверхні;
• фарбування.

Крім того, майте на увазі, що техніка постобробки може відрізнятися залежно від способу друку та матеріалу, використаного при створенні моделі.

Етапи очищення надрукованих зD-принтером деталей

Крок 1: Промийте деталь

Одразу після закінчення друку, надрукований об’єкт покритий незатверділою смолою. Вам потрібно буде змити її, перш ніж продовжити постобробку.

 

1. Занурення і промивання

Найпростіший спосіб – просто занурити деталь у ванну з ізопропіловим спиртом (IPA). Перемістіть деталь і добре промийте її, щоб видалити смолу. Цей метод простий і швидкий, але він не забезпечить такого ретельного очищення, як наступні методи. Може знадобитися два або більше полоскань, щоб видалити всю зайву смолу, що прилипла до поверхні.

Більш екологічним варіантом на сьогоднішній день – і, можливо, менш небезпечним, – є смола, що змивається водою. Цей тип смоли може бути не таким міцним, як традиційні смоли. Тому, якщо кінцева деталь буде піддаватися впливу води, ця смола може бути не найкращим вибором. З іншого боку, її набагато легше чистити. Майте на увазі, що вам все одно доведеться носити рукавички, щоб змити затверділі зайві частини на надрукованій фігурі!

 

2. Мийні станції

Мийні станції – це, мабуть, найпоширеніший варіант для тих, кому часто доводиться очищати деталі зі смоли. Багато виробників пропонують ці машини 2-в-1, в яких є контейнер для промивання і турбіна (або подібний пристрій) для завихрення рідини та очищення об'єкта. Серед варіантів – станції, призначені як для промивання, так і для затвердіння, але ви також можете знайти мийні станції, які призначені виключно для промивання.

 

3. Ультразвукова ванна

Ультразвукова ванна, як і ванна для чищення ювелірних виробів, є професійним (і дещо дорогим) способом очищення. Наповніть ванну спеціальною рідиною, щоб повністю покрити деталь, і залиште її на кілька хвилин. Це зніме тонкий шар незатверділої смоли, що прилипла до вашої моделі, залишивши після себе гладеньку, чисту поверхню.

Багато хто використовує препарат, що містить ізопропіловий спирт IPA. Але він не рекомендується з міркувань безпеки: IPA легкозаймистий, тому його використання в поєднанні з ультразвуковою ванною може стати причиною пожежі. Існує кілька безпечних варіантів очищувальних рідин, включаючи монометиловий ефір трипропіленгліколю (TPM) і монометиловий ефір дипропіленгліколю (DPM). Останній особливо підходить для промислового застосування.

Крок 2: Видаліть опори

Видаліть деревовидні опорні конструкції, прикріплені до вашої моделі. Це можна зробити до або після полімеризації, але до полімеризації буде легше. Завжди слідкуйте за шматочками пластику, що розлітаються, і збирайте їх, щоб робоче місце залишалося чистим і вільним від сміття.

Якщо принтер, яким ви користуєтесь, створює опорні елементи деталі за допомогою розчинних матеріалів, для їх видалення може бути достатньо замочити деталь у гарячій воді з сильним миючим засобом на кілька годин, залежно від розміру деталі (завжди дотримуючись рекомендацій виробника).

Ванна з гідроксидом натрію також може допомогти розчинити такий матеріал, як HIPS.

Для 3D-принтерів з одним екструдером, де допоміжний матеріал друкується з того ж матеріалу, що й сама деталь, почніть з видалення якомога більшої кількості матеріалу руками або плоскогубцями з гострим кінцем.

Багато звичайних інструментів можна переробити на інструменти для чищення моделей 3D-друку. Невелика пара кусачок, що використовуються для різання дроту, також може стати в нагоді під час цього процесу.

Крім того, невеликий набір напилків і стоматологічних інструментів допоможе дістатися до важкодоступних куточків. Або навіть роторний/багатофункціональний інструмент може бути корисним для видалення надлишків опорного матеріалу. Перед збільшенням крутного моменту спробуйте збільшити швидкість обертання ротаційного інструмента, оскільки збільшення швидкості дає кращі результати. Для вирівнювання PLA не рекомендується використовувати ротаційні шліфувальні інструменти. Для цього краще використовувати вручну наждачний папір.

Просте ручне шило також може бути дуже корисним для очищення невеликих отворів, каналів і щілин у надрукованих деталях.

 

Усунення грубих дефектів

Після будь-яких серйозних операцій з плоскогубцями та ріжучими інструментами багато 3D-друкованих деталей все одно матимуть небажані дефекти, такі як «нитки» матеріалу, що тягнуться від зовнішніх поверхонь, і шорсткі краї, де матеріал відшарувався від деталі.

У цих випадках слід ретельно відшліфувати шорсткі поверхні деталі наждачним папером. Почніть з грубої зернистості, наприклад, 150, щоб видалити основні дефекти, а потім перейдіть до зернистості 600.

Варто використовувати цей метод шліфування, оскільки дрібніший папір зазвичай не підходить для усунення грубих дефектів поверхні, а грубий папір сам по собі може залишити глибокі подряпини.

Вологе шліфування пластику за допомогою паперу із зернистістю 600 або 800 дозволяє отримати гладку поверхню на рівних поверхнях.

Для більшої точності на дрібних зовнішніх елементах використовуйте набір надфілів, які часто застосовуються в ювелірній справі.

Для обробки важкодоступних поверхонь, які потребують шліфування, також може стати в нагоді ротаційний інструмент з шліфувальними та полірувальними насадками.

Будьте обережні, щоб не відшліфувати ділянки самої деталі, особливо за допомогою електричних інструментів! На високих обертах ви можете трохи розплавити деякі ділянки деталі через тепло, що виділяється при терті, тому важливо спочатку потренуватися на запасних частинах.

 

Опрацювання дрібних деталей 3D-друкованих моделей

Після видалення основних дефектів можуть залишитися невеликі сліди піску або місця зі зміненим кольорос. Ось кілька способів, які можуть допомогти вам очистити ці ділянки, в залежності від використаного матеріалу:

1. Теплова гармата: Цей інструмент може бути використаний для делікатного розплавлення і виправлення невеликих недоліків на поверхні. Застосовуйте теплову гармату з обережністю, рухаючись маховими рухами на відстані кількох сантиметрів від деталі, щоб уникнути деформації або плавлення, особливо з PLA або ABS після шліфування.
2. Полірувальні насадки: Використання спеціальних насадок, призначених для полірування кераміки або металів, може бути ефективним для вирівнювання поверхонь на 3D-друкованих деталях. Перед використанням перевірте насадку на менш видній частині деталі, щоб уникнути неочікуваних пошкоджень.
3. Ацетон: Ця речовина є ефективною для створення гладкої, глянцевої поверхні на деталях з ABS. Занурюючи деталь у контейнер з ацетоновою парою, можна зменшити видимість ліній шарування. Але будьте обережні: ацетон не підходить для PETG, і його пари можуть бути шкідливими. Працюйте з ацетоном на відкритому повітрі або в добре провітрюваному просторі, дотримуючись усіх заходів безпеки, включаючи захист від полум’я і надмірного нагрівання.

Загальні рекомендації: завжди використовуйте відповідне захисне спорядження, таке як рукавички і захисні окуляри, коли працюєте з хімічними речовинами або теплом. Практикуйтеся на запчастинах перед застосуванням нових методів на виробничих деталях, щоб уникнути неприємних сюрпризів.

 

 

 

Список інструментів для очищення 3D деталей

Рекомендований перелік інструментів, які допоможуть вам зібрати свій оптимальний набір інвентаря для очищення 3D деталей:

• широкі та вузькі гнучкі металеві ножі для шпаклівки;
• плоскогубці з голчастим кінцем;
• шило для подряпин;
• пара невеликих зачисних ножиць;
• наждачний папір (150-800 зернистість);
• набір мікро напилків;
• дриль з насадками для шліфування/полірування;
• теплова гармата;
• ацетон;
• інструменти для різьблення по воску.

Крок 3: Фінішна полімеризація

Фінальний етап постобробки полягає в ультрафіолетовій полімеризації, яка необхідна для остаточного закріплення властивостей матеріалу вашої моделі. Різні типи смол можуть вимагати різного часу та умов затвердіння, тому завжди слідуйте інструкціям виробника.

Багато виробників 3D-принтерів пропонують спеціалізовані станції затвердіння, оптимізовані для використання з їхніми смолами. Це дозволяє точно налаштувати час затвердіння, що є особливо корисним при друку великих об’ємів.

Крок 4: Фарбування

Фарбування 3D-друкованих деталей може значно покращити їхній зовнішній вигляд і додати індивідуальність до кінцевого продукту. Процес фарбування може варіюватись залежно від типу матеріалу, з якого виготовлено об’єкт, і вимагає уваги до деталей для досягнення оптимальних результатів.

 

Ось основні аспекти, які потрібно враховувати

Підготовка поверхні. Перед фарбуванням дуже важливо ретельно підготувати поверхню. Це може включати чищення, шліфування, а іноді і праймерування для забезпечення кращої адгезії фарби. Поверхня повинна бути чистою, сухою та вільною від жирів або інших забруднень.

 

Вибір фарби

Вибір правильного типу фарби залежить від матеріалу деталі:

• Акрилові фарби: Часто використовуються для фарбування багатьох типів смол і пластиків через їхню універсальність і доступність. Вони швидко сохнуть і мають великий вибір кольорів.
• Епоксидні фарби: Підходять для деталей, які будуть використовуватися в умовах високої вологості або води.
• Поліуретанові фарби: Ідеальні для деталей, що потребують високої стійкості до ударів і зносу.

 

Техніка фарбування

• Кисть: Для дрібних деталей або коли потрібна висока точність.
• Спрей: Забезпечує швидке та рівномірне покриття, ідеально підходить для великих або складних деталей.
• Занурення: Ефективний метод для невеликих деталей, дозволяє швидко покрити всю поверхню.

 

Сушіння та затвердіння

Після фарбування деталь потрібно залишити висихати в чистому, сухому місці, щоб фарба могла повністю затвердіти. Час сушіння може варіюватись залежно від типу фарби та умов сушіння.

 

Захист покриття

Для збереження якості фарбування та надання додаткової стійкості до зносу та ультрафіолетового випромінювання, рекомендується нанесення захисного покриття, наприклад, лаку.

Кожен із цих етапів вимагає уваги та акуратності для досягнення кращого результату, особливо коли мова йде про забезпечення довговічності та естетики 3D-друкованої деталі.