Введение
3D-печать — это революционная технология, которая позволяет создавать сложные детали из металлов и пластиков с высокой точностью. Однако, многие ошибочно думают, что процесс заканчивается, как только деталь "выходит" из принтера. На самом деле, печать — это лишь первый этап. Чтобы получить готовое изделие, соответствующее строгим требованиям качества, необходима тщательная постобработка. В этой статье мы расскажем, почему постобработка так важна, какие этапы она включает при работе с металлами и пластиками, и как наши специалисты превращают напечатанные заготовки в идеальные детали.
Постобработка металлов: от платформы до готовой детали
3D-печать металлами, например, по технологии SLM и MBJ позволяет создавать высокопрочные детали для авиации, машиностроения, медицины и других отраслей. Но после печати деталь — это лишь заготовка, требующая доработки. Давайте разберём этапы постобработки на примере металлических деталей.
Если идти по пунктам, то процесс постобработки деталей, напечатанных по технологии SLM выглядит так:
- Очистка деталей от лишнего порошка
- Термообработка в печи
- Отделение деталей от платформы
- Отделение поддержек от деталей, если таковые имеются
- Финальная обработка пескоструйкой
Снятие с платформы. SLM. (LIM X260E)
Итак, детали напечатались – платформа поднимается. Самое первое что нужно сделать это убрать лишний порошок. После завершения печати деталь остаётся прикреплённой к платформе либо на поддержках, либо непосредственно вплотную к ней.
Термическая обработка
Металлические детали после печати имеют внутренние напряжения, которые могут привести к деформациям или трещинам. Чтобы этого избежать, мы проводим термообработку в печи. Она проводится при температуре 900 °C (для стали 316L). Время зависит от толщины стенок деталей. В среднем нахождение в печи при пиковой температуре от 2-х часов и более. А сама термическая обработка нужна для снятия напряжений в деталях.
Для поддержки нависающих частей изделия во время печати часто используются металлические поддержки и конечно же их тоже необходимо удалять.
Аккуратное отделение детали от платформы
Используется электроэрозионный станок, чтобы срезать детали. На фотографии видно, как струна по которой пущен ток срезает детали.
Удаление поддержек
Затем удаляются поддержки — это кропотливый процесс, требующий опыта, чтобы не оставить следов на поверхности. На снимке показан процесс снятия поддержек: мастер использует ручной инструмент, чтобы аккуратно убрать лишний металл.
Финишная обработка
После удаления поддержек деталь проходит финишную обработку: шлифовку, полировку или пескоструйную обработку, чтобы добиться нужной гладкости поверхности. Этот этап особенно важен для деталей, которые будут использоваться в медицинских или аэрокосмических изделиях, где требования к качеству поверхности крайне высоки.
После всех обработок получаются уже готовые к отправке заказчику детали.
Постобработка после 3D-печати по технологии MBJ: этапы и особенности
Чтобы получить готовые детали, необходимо провести тщательную постобработку MBJ, которая включает несколько этапов: от сушки до финальной очистки. В этой статье мы разберём процесс постобработки на примере работы с принтером MBJ 400 PRO, чтобы показать, как из "зелёных" заготовок получаются прочные металлические изделия.
Этап 1: Печать деталей на MBJ 400 PRO
Процесс начинается с 3D-печати MBJ на нашем оборудовании AM.TECH MBJ 400 PRO. Эта технология использует металлический порошок (например, сталь 316L или титановые сплавы), который связывается специальным клеящим составом (биндером) послойно. Принтер формирует так называемые "зелёные" детали — заготовки, которые на этом этапе ещё хрупкие и требуют дальнейшей обработки. MBJ 400 PRO позволяет печатать детали с высокой детализацией, что делает его идеальным для создания сложных форм, таких как декоративные элементы, мелкие механизмы или ювелирные заготовки. На этом этапе важно правильно настроить параметры печати, чтобы избежать дефектов, которые могут проявиться на следующих шагах.
Этап 2: Сушка в сушильном шкафу
После печати весь бункер с деталями (вместе с окружающим порошком) отправляется в сушильный шкаф. Этот этап необходим для отверждения биндера, который связывает порошок. Сушка проводится при контролируемой температуре 160°C, а время сушки зависит от высоты деталей внутри бункера. От 5 до 30 часов. Этот процесс укрепляет "зелёные" заготовки, делая их достаточно прочными для извлечения из порошка. Если сушка проведена неправильно, детали могут деформироваться или разрушиться на следующем этапе.
Этап 3: Извлечение неспечённых деталей
После сушки бункер остывает, и начинается извлечение деталей. На этом этапе заготовки всё ещё хрупкие, поэтому процесс требует аккуратности. Мастер вручную или с помощью мягких щёток удаляет излишки порошка, обнажая детали. На видео, которое мы сняли, видно, насколько аккуратно происходит извлечение деталей и их очистка для последующего спекания. Это кропотливый процесс, особенно если детали имеют мелкие элементы или сложную геометрию.
Этап 4: Спекание в печи
Следующий этап — спекание, который превращает "зелёные" заготовки в полноценные металлические детали. Детали помещают в печь по одной или с использованием оснастки, если это необходимо для предотвращения деформации. Процесс спекания проходит при высоких температурах (обычно 1200–1400°C для стали), в течение 10–20 часов, в зависимости от материала и размера деталей. Во время спекания биндер выгорает, а частицы металла сливаются, образуя прочную структуру. Этот этап критически важен: неправильный режим может привести к усадке или трещинам.
Этап 5: Пескоструйная обработка
После спекания детали извлекают из печи. На этом этапе они уже прочные, но их поверхность может быть шероховатой из-за остатков порошка или окислов. Для придания гладкости используется пескоструйная обработка. В пескоструйном аппарате детали обдуваются абразивным материалом под давлением, что удаляет неровности и придаёт поверхности аккуратный вид. Этот процесс также улучшает эстетику и подготавливает детали к дальнейшему использованию, например, для покраски или сборки. На наших фото видно, как детали после пескоструя становятся гладкими и блестящими, готовыми к применению. На фото детали разных размеров. Слева до обработки, справа - после.
Этап 6: Готовые детали-заготовки
После всех этапов постобработки детали готовы к использованию. Они прочные, точные и соответствуют заданным параметрам. На финальных фотографиях мы показываем готовые изделия: их поверхность гладкая, а геометрия идеально сохранена. Такие детали могут быть использованы как самостоятельные изделия или как заготовки для дальнейшей обработки.
Почему постобработка MBJ так важна?
3D-печать MBJ на MBJ 400 PRO — это только начало пути. Без правильной постобработки невозможно получить детали, которые будут соответствовать высоким стандартам качества. Каждый этап — от сушки до пескоструйной обработки — играет ключевую роль:
- Сушка укрепляет заготовки, предотвращая их разрушение
- Извлечение позволяет сохранить форму деталей
- Спекание обеспечивает прочность и плотность металла
- Пескоструйная обработка придаёт изделиям товарный вид
Игнорирование любого из этих шагов может привести к дефектам, таким как трещины, деформация или шероховатая поверхность, что недопустимо для функциональных деталей.
Заключение: Постобработка — ключ к успеху
Постобработка MBJ — это сложный, но необходимый процесс, который превращает "зелёные" заготовки в готовые металлические изделия. На примере работы с MBJ 400 PRO мы показали, как каждый этап — от сушки до пескоструйной обработки — влияет на качество результата.