При всех достоинствах FMD 3D-печати существует одна проблема, с которой сталкиваются практически все пользователи таких принтеров — ребристость внешних поверхностей. Эта неприятная особенность объясняется самой технологией печати, когда модель формируется нанесением слоев пластика, последовательно, один на другой. Даже если максимально уменьшить толщину слоя, избавиться от ребристости внешней поверхности все равно не возможно.
К счастью есть несколько методов обработки поверхности, такие как механическая, химическая и покрытие поверхности шпатлевкой с последующей механообработкой. Некоторые из них рассмотрим в этой статье. В основе «сглаживания» поверхности, лежит способность термопластика плавиться и размягчаться под действием химических веществ и высоких температур.После распечатки зачастую требуется склейка, т.к. модели печатается по частям ввиду того, что область построения 3D принтера ограничена определенными размерами.
Удаление поддержек и шлифовка
Для начала удалим кусачками поддерживающие конструкции. Если у вас 3D принтер с двойным экструдером, опорные конструкции вы можете печатать из легко растворимого материала, в качестве такового используется PVA и HIPS пластик, первый хорошо растворяется в воде, второй в D-лимонене. Используя такой подход в 3D печати опорные конструкции никак не влияют на качество поверхности отпечатка и удаляются без следа, хоть это и влияет на время печати. Если же опоры из того же материала, что и модель, некоторые дефекты все равно останутся, особенно на моделях со сложной геометрией.
После того, как опоры удалены или растворены, можно провести шлифовку, чтобы сгладить деталь и удалить все очевидные дефекты, такие как пятна или следы опор.
Шлифование должно происходить до зернистости 2000, следуя общепринятой градации шлифования (один из подходов — перейти от зернистости 220 до 400, до 600, до 1000 и наконец 2000). Рекомендуется отшлифовать отпечаток влажной шлифовкой от начала до конца, чтобы предотвратить повреждение детали трением. Детали FDM можно отшлифовать до зернистости 5000 для получения гладкой блестящей поверхности.
Совет: всегда шлифуйте поверхность детали небольшими круговыми движениями и равномерно. Может возникнуть соблазн шлифовать перпендикулярно слоям печати или даже параллельно слоям печати, но это может привести к образованию «канавок» на детали. Если деталь обесцвечивается или появляется много мелких царапин от шлифовки, можно использовать фен, чтобы осторожно нагреть отпечаток и смягчить поверхность.
Химический способ обработки поверхности
Химический способ является более щадящим и эффективным, но здесь возникает проблема в правильном подборе реагента. Например, ацетон отлично растворяет неровности на поверхности ABS-пластика, но совершенно бесполезен для обработки PLA-пластика. С другой стороны, например дихлорэтан или дихлорметан замечательно справляется с выравниванием PLA-пластика.
Какие растворители используются для обработки пластиков для 3D печати:
1. PLA пластик (Полилактид, полимолочная кислота)
Дихлорэтан, имеет два изомера 1,2 — Дихлорэтан (хлористый этилен, опасный токсин, второй класс опасности), 1,1 — Дихлорэтан (хлористый этилиден, менее токсичен 3-й класс опасности). Оба имею резкий и неприятный запах, ядовиты, горючи, являются наркотическими и канцерогенными веществами, запрещены для бытового использования. Сильный ЯД!!!
Дихлорметан (хлористый метилен), бесцветная легкоподвижная, горючая жидкость, имеет 4-й класс опасности как ацетон, может вызывать наркоз, так же является ядовитым и канцерогенным веществом, в евросоюзе запрещены для использования в бытовых красках. В прицепе можно использовать, с соблюдение техники безопасности, с применением респираторов, полипропиленовых перчаток и работой только в хорошо проветриваемом помещении.
Ацетон — очень плохо растворяет PLA пластик, вместо этого происходит набухание, размягчение и коробление изделия. Может применять только для чистки засоренных сопел.
2. ABS пластик (Акрилонитрил бутадиен стирол)
Самый популярный растворитель это ацетон, он достаточно дешев, доступен и отлично справляется с поставленной задачей. Горюч, имеет резкий неприятный запах, быстро испаряется.
Этилацетат — имеет приятный запах по сравнению с ацетоном, класс опасности 4-й, практически не используется в быту, из-за этого труднодоступен. С ним удобно работать т.к. быстро не испаряется и имеет приемлемый запах.
Дихлорэтан и Дихлорметан - то же отлично растворяют ABS пластик.
3. HIPS пластик (Полистирол)
d-Лимонен — маслянистая жидкости, с приятным цитрусовым ароматом. Используется для производства отдушек в парфюмерии и различных ароматизаторов. Абсолютно безопасен. С ним очень удобно работать, растворение происходит не сразу, а через некоторое время. После обработки, требуется просушка феном или отстаиванием на открытом воздухе.
4. SBS пластик (Стирол бутадиен стирольный)
Сольвент (нефрас) ГОСТ 10214-78 - смесь различных углеводородов, получают в процессе коксования каменного угля и при пиролизе нефти. Обладает легким наркотическим действием. Содержит токсичный компонент циклогексанон. Хорошо подходит для обработки прозрачных пластиков. Отлично сглаживает различные неровности и шероховатости, придает пластику прозрачность схожую со стеклом при это пластик не мутнеет.
d-Лимонен - тоже может использоваться для растворения SBS пластиков, но процесс происходит значительно медленнее и в последующем требует долгой просушки изделия, но зато абсолютно безопасен и имеет приятных запах.
Дихлорэтан и Дихлорметан - то же отлично растворяют SBS
5. SEBS пластик (СЭБС, Rubber, стирол-этилен-бутилен стирол)
Как и все синтетические каучуки, растворяется в циклогексане, толуоле, метил этилкетоне, диэтиловом сложном эфире и стироле.
6. PC пластик (Поликарбонат)
Поликарбонат растворим в целом ряде технических растворителей: этиленхлорид, хлороформ, тетрахлорэтан, мета-крезол и пиридин. К числу сравнительно более слабых растворителей поликарбоната относятся диоксан, тетрагидрофуран циклогексанон и диметилформамид. Примерами циклических соединений, вызывающих разбухание, являются: бензол, хлорбензол, тетралин, ацетон, этилацетат, ацетонитрил и четыреххлористый углерод.
7. PP пластик (Полипропилен)
Полиэтилен и полипропилен (независимо от степени полимеризации) растворяются в высококипящих неполярных или малополярных растворителях (декан, о-дихлорбензол или аналогичное) при 130-150 С. Растворитель должен содержать небольшое количество антиоксиданта, для предотвращения быстропротекающих при такой температуре на воздухе процессов окисления. При комнатной температуре — бесполезняк, практически ни чем не растворяется.
8. PVA пластик (Поливинилацетат)
Это водорастворимый пластик.
9. PA пластик (Нейлон, Полиамид)
На этот материал практические не воздействуют стандартные растворители. В качестве них могут быть использованы соляная или муравьиная кислоты. Но следует помнить что это очень опасные вещества, нещадно обжигающие кожные покровы и раздражающие дыхательные пути, и если вам придется и ними работать то обязательно соблюдайте технику безопасности. Оптимальным вариантом, скорее всего будет соляная кислота примерно 40% концентрации. После обработки обязательно промойте изделие под струей воды.
10. TPU, TPE, TPEE, TPC пластики (Термопластичные полиуретаны)
Как и все полиуретаны, растворяется в N,N-диметилформамиде (ДМФА), этилацетате, тетрагидрофуране, циклогексаноне, диметилацетамиде.
11. PETG пластик (Полиэтилентерефталатгликоль)
Равнодушен почти ко всем растворителям, кроме HFIP (гексафторпропанол). Дихлорметан скорее не растворяет, а разрушает PETG пластик, в нем он набухает и расплывается по частям, но для сглаживания поверхности применять уместно, хоть и не столь эффективно, чем например ацетон для ABS пластика.
12. ASA пластик (Акрилонитрилстиролакрилатовый)
Ацетон, он достаточно дешев, доступен и отлично справляется с поставленной задачей. Горюч, имеет резкий неприятный запах, быстро испаряется. Этилацетат — имеет приятный запах по сравнению с ацетоном, класс опасности 4-й, практически не используется в быту, из-за этого труднодоступен. С ним удобно работать т.к. быстро не испаряется и имеет приемлемый запах. Дихлорэтан и Дихлорметан - то же отлично растворяют ASA пластик.
13. PMMA пластик (Полиметилметакрилат)
Ацетон, толуол, бутанон, циклогексанон, нитроэтан, хлороформ, дихлорметан, бензол, хлорбензол, ксилол, метоксибензол, диэтилфталат, метоксипропилацетат, этилацетат, этиллактат и муравьиная кислота.
14. PSU пластик (полисульфон)
Он не устойчив к малополярным органическим растворителям (например, кетонам и хлорированным углеводородам) и ароматическим углеводородам. Стабилен в водных растворах кислот и щелочей и многих неполярных растворителях; однако он растворим в дихлорметане и метилпирролидоне.
14. PEEK пластик (Полиэфирэфиркетон)
Он растворим в концентрированной серной кислоте при комнатной температуре, хотя растворение может занять очень много времени, если только полимер не находится в форме с высоким отношением площади поверхности к объему, такой как мелкий порошок или тонкая пленка. Обладает высокой устойчивостью к биоразложению и многим растворителям.
15. PEI пластик (Полиэфиримид)
Он устойчив к минеральным кислотам и выдерживает кратковременное воздействие мягких оснований. Особенно высокая устойчивость к воде и пару, минеральным маслам, бензину и спирту. Химически неустойчив к ароматическим растворителям, кетонам, некоторым углеводородам, другим растворителям, например, дихлорметану. Растрескивается в хлорорганических растворителях.
Итог
Нужно отметить, что все используемые методы обработки поверхностей 3D-моделей имеют целью не только придать изделиям высокий эстетичный вид, но и обеспечить их высокую прочность (недопущение трещин и расслоений) и герметичность конструкции.
Какие методы обработки вы использовали? Какой из них больше всего вам понравился? Подписывайтесь! В следующей статье мы разберем детально методы обработки распечатанных 3Д-моделей.
