理论教育 FDM后处理技术:珠光处理和液态涂层填充

FDM后处理技术:珠光处理和液态涂层填充

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:FDM后处理主要是对原型进行表面处理,除了去除支撑,还包括对模型的抛光打磨。珠光处理是另外一种常用的后处理工艺,可用于大多数FDM材料。液态涂层填充3D打印件表面的间隙、凹坑,并在重力和表面张力的作用下流延,从而提高FDM打印件表面的均匀性和平滑性,进而提高制品表面的光泽性和光滑度。

FDM后处理技术:珠光处理和液态涂层填充

FDM后处理主要是对原型进行表面处理,除了去除支撑,还包括对模型的抛光打磨。去除支撑常使用的工具是锉刀和砂纸,不过在去除支撑的时候很容易伤到打印对象和操作人员。打磨的目的是去除零件毛坯上的各种毛刺、加工纹路,并且在必要时对机加工过程遗漏或无法加工的细节做修补。抛光的目的是在打磨工序后进一步加工,使零件表面更加光亮平整,产生近似于镜面的效果。主要抛光方法包括:机械处理、热处理、表面涂层处理和化学处理。

1.机械处理

处理大型零件时,需要使用打磨机、砂轮机、喷砂机等设备,这样可节省大量时间。普通塑料件外观面最低需用800目水砂纸打磨2次以上。使用砂纸目数越高,表面打磨越细腻。

珠光处理(Bead Blasting)是另外一种常用的后处理工艺,可用于大多数FDM材料。它可用于产品开发到制造的各个阶段,从原型设计到生产都能用。珠光处理喷射的介质通常是很小的塑料颗粒,一般是经过精细研磨的热塑性颗粒。操作人员手持喷嘴朝着抛光对象高速喷射介质小珠从而达到抛光的效果。珠光处理一般比较快,5~10分钟即可处理完成,处理过后产品表面光滑,有均匀的亚光效果,如图6-5所示。珠光处理一般是在一个密闭的腔室里进行的,对处理的对象有尺寸限制,而且整个过程需要用手拿着喷嘴,一次只能处理一个,因此不能用于规模应用。珠光处理还可以为对象零部件后续进行上漆、涂层和镀层做准备,这些涂层通常用于强度更高的高性能材料。

图6-5 珠光处理(www.daowen.com)

2.热处理

每种高分子材料的结构(柔性和刚性分子链)和热学性能不尽相同,因而需要采用的热处理工艺(温度、时间、冷却过程)有所不同,目前这方面数据十分缺乏。即使是高分子专业人士,也需要经过大量实验才能给出合适的热处理工艺参数,实验耗时耗力。

3.表面涂层处理

对FDM打印件进行表面涂层处理的原理同美甲或墙体粉刷一样。液态涂层填充3D打印件表面的间隙、凹坑,并在重力和表面张力的作用下流延,从而提高FDM打印件表面的均匀性和平滑性,进而提高制品表面的光泽性和光滑度。

4.化学处理

化学处理是基于高分子物理中的溶解度参数理论。有机溶剂经高温加热或配置水溶液后,其对塑料件表面层有较好的相容性,蒸汽或水溶液溶解在塑料件表层,产生溶胀作用,使其达到均匀打磨效果。换而言之,溶剂处理可以在短时间内使3D打印品变成高质量的成品。

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