A nyomtatott 3d-modellek feldolgozása, a 3d-nyomtatás enciklopédiája
Az egyik probléma, amelyet az FDM 3D nyomtatás minden rajongója kivétel nélkül eleget tesz, a külső felületek bordázata. Mivel maga a technológia a műanyag rétegek egymást követő alkalmazásán alapul, ez a hatás nem kerülhető el. Természetesen kevésbé láthatóvá teheti a nyomtató függőleges felbontásának növelésével (azaz vékonyabb rétegek alkalmazásával), de nem lesz képes teljesen megszabadulni a bordázattól.
3D modell PLA-műanyagból az égőkezelés előtt és után. A sötét külső réteg alatt lévő belső szerkezet látható
Gyakorlatilag a RepRap projekt első napjairól kezdve, a felületek simításának célja a készmechanizmusok feldolgozásának módszere. A hangsúlyt a hőre lágyuló műanyagok két jellemzőjére helyezték: a magas hőmérséklet hatására megolvadni és a megfelelő vegyszerekkel való érintkezés után lágyítani.
Rendszerint a hőkezelés nem ad jó eredményeket - meglehetősen nehéz szabályozni a felszíni fűtést, ami a műanyag felpuhulását, a süllyedést vagy a mérgező füstök kibocsátását eredményezi. Mindazonáltal ez a módszer kipróbálható a PLA-műanyag monolitikus modellekben.
A kémiai feldolgozás ígéretes, de bizonyos nehézségeket is jelent. A technológiai problémák mellett a reagensek problémája is sürgető - különböző műanyagok reagálnak különböző oldószerekkel. Ha az aceton tökéletesen oldja az ABS műanyagot, akkor szinte nincs hatása a PLA-műanyagra. A limonénnel mindent épp ellenkezőleg.
A kémiai simítás fő módszerei még mindig az ABS műanyag körül forognak, mert nagy népszerűsége és a megfelelő oldószerek alacsony költsége.
Az ABS műanyag tipikus oldószere az aceton. A jó oldódási teljesítmény lehetővé teszi az ABS-modellek alkatrészeinek ragasztására való alkalmazását, habár általában ABS-aceton oldásával előállított házi keveréket használnak erre. Ugyanaz a ragasztó (csak sűrűbb konzisztencia) gyakran használatos rétegek vagy repedések javítására.
A megnövekedett esztétika mellett fontos szerepet játszik a simítás módszereinek fejlesztésében is. A monolitikus külső burkolat megerősíti a modelleket, megakadályozza a burkolást, és garantálja a feszességet.
Kézi feldolgozás
A Makeraser egy kombinált eszköz, amelynek célja többek között a modellek felületkezelése
Nem meglepő, hogy először is a 3D-k készítői élesítették a szokásos napfestékkel ellátott ecseteket (a szintetikus anyagok feloldódhatnak) a modellek kisimítása érdekében. Az ecsettel végzett feldolgozás azonban időigényes feladat, és még bizonyos készségeket is igényel. Végül is a lágyított műanyag könnyen megformálódik a kefe által, vagyis a szőrszálak nyomot hagynak a műanyagon, ami esetleg még az aceton elpárologtatásakor sem egyenletes. Lehetséges a kifejezett szabálytalanságok összehasonlítása ezzel a módszerrel, de meglehetősen nehéz egyenletes felületet elérni.
A kezelés előnye az aceton szelektív alkalmazása, ami elkerüli az éles sarkok simítását. Végül is, a Cheops épített piramis, nem kúp, nem?
Egy kísérlet arra, hogy egy speciális eszközt hozzon létre a kézi feldolgozáshoz, Makeraser nevű eszközvé vált. Valójában ez egy egyszerű feltűrt, acetonos vagy acetonos töltettel töltött tartállyal és integrált kaparóval a modellek eltávolításához. Gyakorlatilag ez az eszköz jobban illeszkedik a modell egyes részeihez, vagy az ABS / aceton ragasztóval a munkaasztalon, közvetlenül az alsó rétegek csavarása elleni nyomtatás előtt.
Bevitel az acetonba
Sikertelen próbálkozások a felület merítésével
Egy ígéretes és legegyszerűbb módszer az acetonba merítés. A modell eltávolítása az ABS műanyagból hígítatlan acetonban kb. 10 másodpercig elegendő a modell külső rétegének feloldásához. Az adott tárolási idő az eredeti modell és az acetonkoncentráció függvényében változhat. Mivel a tiszta aceton értékesítését szabályozzák, technikai oldószert lehet használni.
Öregítés után a modellt légmentesen kell tartani, amíg az aceton elpárolog. A folyamat körülbelül fél órát vesz igénybe.
Bár ez a módszer elég gyors, nehéz szabályozni a folyamatot. Ha az expozíció túlzott, akkor a modell egyszerűen elkezd feloldani, és gyorsan elveszíti a kis funkciókat. Ezenkívül az acetonnak az azonos színű műanyaggal való szennyezése a következő modelleknél ugyanazon oldatban foltok megjelenéséhez vezethet. Az ellenőrzött folyamat az aceton gőzzel való kezelés.
Talán a leghatékonyabb módszer az ABS műanyagból készült modellek megvilágítására, fényes felületen. Ez a módszer azt igényli, hogy a modellt kis mennyiségű acetonba helyezzük az alján. Maga a modell nem érintkezhet acetonnal, így a modellt fel kell szerelni egy platformra, vagy fel kell függeszteni az oldószer felületéről. Platformra történő telepítéskor figyelembe kell venni az állvány tulajdonságait. A fa kevéssé alkalmas erre a feladatra a porozitás miatt: a modell alsó felülete ragasztva van az erdőhöz, és nehéz lesz elválasztani. A legjobb megoldás egy fém állvány használata.
Javasoljuk, hogy ne használja fát platformként
A modell elhelyezése után a tartályt fel kell melegíteni, hogy növelje az aceton hőmérsékletét. Az aceton elpárolog, szobahőmérsékleten, de túl lassan. Figyelembe kell venni, hogy az aceton forrása nem ajánlott, mivel ez hozzájárul a kondenzátum felhalmozódásához a modellen, ami viszont válás kialakulásához vezethet. Így a legjobb eredmény érdekében az 56 ° C-os hőmérsékleti küszöbértéket nem szabad túllépni.
Biztonságos kézműves eszköz a gőzkezeléshez, forrásban lévő vizet használva egy külső serpenyőben az aceton belső felmelegítésére
A tartózkodási idő nagymértékben változik az aceton hőmérsékletétől függően. Így a forralás csak néhány másodpercig tarthat, míg a szobahőmérsékleten végzett kísérletek legfeljebb 40 perc öregedést igényelnek. Szerencsére átlátszó tartály használatával meghatározhatja a modell "kész szemmel" való készségét.
A bemerítéshez hasonlóan a modellt szellőztetni kell, mielőtt megszilárdulna a külső felület, elkerülve a felesleges fizikai érintkezést.
Hasonlóan a modellek beágyazásához acetonban, és páronként történő feldolgozáskor figyelembe kell venni a modellek falainak vastagságát. A héjnak elég vastagnak kell lennie ahhoz, hogy ellenálljon a külső réteg azonnali veszteségének. Ráadásul a különösen finom funkciók egyszerűen feloldódnak, és éles sarkok lesimulnak.
Biztonsági óvintézkedések
A modell sikeres feldolgozása az ABS műanyagból acetonos párokkal
Az aceton nem minősül nagyon toxikus anyagnak, azonban óvatosan kell eljárni. A füst belélegzése tüdőödémához és tüdőgyulladáshoz vezethet. A mérgezés jele a mérgezés érzése, szédülés kíséretében. Ezenkívül az aceton irritálja a nyálkahártyákat. Aceton használatakor nem szabad figyelmen kívül hagyni az egyéni védőfelszerelést - szemüveget és kesztyűt.
Kereskedelmi lehetőségek
A Stratasys Finishing Touch Smoothing Station telepítésének eredménye
A fent ismertetett Makeraser eszköz mellett kereskedelemben kapható berendezések is alkalmazhatók aceton és egyéb oldószerek, például diklór-metán, butanon stb. Kezelésére gőzökkel.
A Stratasys kevéssé ismert, de sikeres telepítést ad a Finishing Touch-nek, amely képes az ABS műanyag bármilyen változatának kezelésére olyan minőségben, amely gyakorlatilag megkülönböztethetetlen a fröccsöntéssel gyártott modellektől. A folyamatot megkönnyíti egy recirkulációs rendszer, amely az oldószerre megtakarít és megelőzi a potenciálisan veszélyes gőzök levegőszennyezését.
A Sky Tech MagicBox ígéretes telepítése
Az új eszköz fejlesztői Sky Tech MagicBox ígéretét fejezi ki eszközük kompatibilitásának, nemcsak az ABS műanyag, hanem a PLA-val is. Igaz, ugyanazt az acetont használják, annak ellenére, hogy a polilaktid (PLA) alacsony oldékonysága ebben az oldószerben van. Ennek ellenére, még ha csak ABS-vel dolgozik, az új eszköz jó eszköz lesz, különösen azok számára, akik FDM 3D nyomtatást használnak kis méretű gyártáshoz.