Untuk menggilap bahagian bercetak 3D untuk mencapai kemasan halus, jurutera menggunakan pelbagai teknik kemasan industri, termasuk kaedah salutan, letupan pasir dan kemasan tangan. Walaupun pencetakan 3D boleh menghasilkan bahagian yang kompleks, cetakan awal sering mempamerkan permukaan kasar dan garis lapisan yang jelas, terutamanya pada bahagian yang dihasilkan menggunakan pemodelan pemendapan bersatu (FDM). Atas sebab ini, pasca pemprosesan adalah bahagian yang sangat penting dalam pengeluaran bahagian, melicinkan permukaan kasar bahagian yang belum siap dengan menambah atau mengalihkan lapisan bahagian. Dalam artikel ini, Beruang Antartika akan secara sistematik memperkenalkan dan membandingkan dua proses kemasan permukaan arus perdana yang sedang berada di pasaran—pelicinan wap dan penggilapan halus getaran, supaya memudahkan pemahaman proses, kelebihan dan keburukan setiap kaedah.
wap licin
Pelicinan Wap, juga dikenali sebagai pelicinan wap kimia, ialah teknik rawatan permukaan yang mendedahkan bahagian bercetak kepada persekitaran pelarut yang menyejat. Proses pelicinan wap industri memerlukan penggantungan berhati-hati bagi satu atau beberapa komponen dalam ruang kedap udara untuk pendedahan maksimum. Campuran pelarut kimia, seperti FA 326, disuntik dan disembur ke dalam ruang di mana ia terpeluwap dan mengeras pada bahagian, menghapuskan penyelewengan permukaan melalui pencairan terkawal. Apabila suhu ruang meningkat, sisa pelarut tersejat dan diperoleh semula. Bahagian akhir menjadi kalis air dan mengekalkan rongga dalam yang licin, dimensi yang tepat dan isipadu bahan asal. Untuk hasil pelicinan wap yang terbaik, adalah disyorkan bahawa proses itu dilakukan dalam persekitaran terkawal menggunakan peralatan gred industri yang direka untuk pelicinan wap cetakan 3D. Bagi mereka yang berminat dengan kaedah DIY, pelicinan wap boleh dicapai menggunakan aseton atau etanol sebagai pelarut kimia, atau dalam kes ini dikenali sebagai impregnasi pelarut. Walau bagaimanapun, berhati-hati mesti dilakukan dan langkah-langkah keselamatan dan peralatan yang betul mesti disediakan.
△Bahagian licin wap berada di sebelah kiri, dan rawatan permukaan standard berada di sebelah kanan (sumber foto: ProtoLabs)
Penggilapan halus getaran
Kemasan bergetar, sebaliknya, tidak menggunakan bahan kimia untuk penyediaan permukaan. Sebaliknya, ia bergantung pada media kasar untuk meningkatkan permukaan bahagian bercetak 3D. Semasa proses, berbilang bahagian bercetak 3D diletakkan dalam baldi bergetar yang diisi dengan media pelelas terpilih dan cecair pelincir kompaun. Apabila mesin dihidupkan, tong mula bergerak, mewujudkan geseran mekanikal antara bahagian dan media pengisaran. Proses penolakan ini meningkatkan kualiti permukaan bahagian dengan meminimumkan dan perlahan-lahan mengeluarkan lapisan paling luar bahan. Penggilapan halus bergetar memerlukan langkah dan peralatan khas, dan menawarkan dua kaedah: kaedah getaran dan kaedah jatuh. Kaedah getaran amat sesuai untuk objek yang lebih besar dengan perincian yang kurang dan boleh mencapai hasil yang diinginkan dengan lebih cepat.
Pilihan pelelas atau cip adalah penting dalam penggilap halus bergetar. Cip yang melelas boleh dibuat daripada seramik, plastik atau keluli, setiap satunya menghasilkan hasil yang berbeza. Pelelas seramik amat sesuai untuk deburring dan mencapai permukaan berkilat. Oleh kerana ketumpatannya yang tinggi, ia boleh menahan tekanan tinggi dan sesuai untuk pemesinan bahagian keluli tahan karat, logam dan plastik. Pelelas plastik sesuai untuk permukaan lembut dan halus yang memerlukan kemasan lembut. Mereka datang dalam kedua-dua bentuk piramid dan kon. Selain itu, Walther Trowl telah membangunkan bahan pelelas berbentuk puting untuk bahagian yang sangat kecil dan halus di kawasan yang sukar dicapai. Pelelas keluli kebanyakannya berbentuk sfera dan mempunyai penyingkiran bahan yang minimum, menjadikannya sesuai untuk menggilap dan pembersihan mekanikal bahagian logam, perak atau aluminium untuk memastikan permukaan licin dan bebas calar.
△Abrasif diperbuat daripada seramik boleh menahan tekanan tinggi. (Sumber: Vibrafinish)
Selain bahan pelelas, proses penggilap halus bergetar juga memerlukan cecair pelincir, iaitu sebatian. Sebatian digunakan untuk menyerap dan menanggalkan haus daripada bahagian, dan untuk membersihkan dan mencairkan bahagian. Sebatian berasid boleh dipilih untuk pemesinan bahagian logam untuk penjerukan. Selepas pemprosesan, pengeringan diperlukan. Bahagian ini boleh dikeringkan di dalam pengering bergetar di mana ia diletakkan dengan medium pengeringan yang dipanaskan seperti tepung tongkol jagung, biji pala atau bongkah kayu dan digetarkan. Sebagai alternatif, pengering tali pinggang amat sesuai untuk bahagian sensitif dan besar dengan saluran dalaman dan lubang. Dalam pengering tali pinggang, bahagian bercetak 3D disalurkan melalui sistem udara panas pada tali pinggang dan dikeringkan dengan cara ini.
Rawatan pelicinan pelicinan wap dan kemasan bergetar berbeza mengikut masa, dari sepuluh minit hingga beberapa jam, bergantung pada bilangan dan kerumitan bahagian yang sedang diproses.
bahan yang serasi
Vapor Smooth serasi dengan kebanyakan polimer dan elastomer percetakan 3D. Bahan biasa untuk pelicinan wap termasuk Acrylonitrile Styrene Acrylate (ASA), Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS), High Impact Polystyrene (bergantung kepada mesin), Nylon 11 (PA 11), Nylon 12 (PA 12), polypropylene (PP), dan polikarbonat /acrylonitrile butadiena stirena (PC-ABS). Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa pelicinan wap dengan TPU dan filamen khusus tertentu tidak disyorkan. Setiap pelarut, seperti aseton, metil etil keton (MEK), tetrahydrofuran (THF), diklorometana (DCM), dan etil asetat, mempunyai keberkesanan dan pertimbangan penggunaannya sendiri.
Walau bagaimanapun, penggilap halus bergetar serasi dengan banyak bahan lain yang berbeza. Sebagai contoh, penggilap halus bergetar bukan sahaja tersedia untuk bahagian bercetak 3D yang diperbuat daripada termoset, termoplastik dan elastomer seperti polietilena (PE), polipropilena (PP) atau polietilena tereftalat (PET), juga boleh digunakan untuk logam seperti aluminium, tahan karat. keluli, loyang atau tembaga. Ini menjadikannya kaedah yang lebih serba boleh yang boleh digunakan sebagai kaedah pasca pemprosesan untuk pelbagai teknik percetakan 3D seperti FDM/FFF dan gabungan katil serbuk.
△Sebelum dan selepas perbandingan bahagian logam yang digilap getaran (Sumber: Kemasan Acton)
Had dan kelebihan teknik pasca pemprosesan
Kedua-dua proses menawarkan banyak kelebihan dari segi penampilan permukaan dan prestasi. Pelicinan wap boleh mendapatkan bahagian kemasan permukaan yang licin dan kalis air yang setanding dengan pengacuan suntikan, dan meningkatkan pemanjangan, sifat tegangan, sifat lenturan bahagian, mengekalkan ciri, kekuatan dan ketepatan. Kemasan bergetar, sebaliknya, tidak mencapai kemasan kalis air, tetapi juga memberikan permukaan yang sangat licin, menghilangkan kesan salutan dan menghasilkan permukaan kalis calar dan noda. Komponen yang diproses dengan kaedah vibrofinishing dan pelicinan wap menghasilkan permukaan licin dengan penampilan berkilat. Walau bagaimanapun, pelicinan wap memberikan kemasan yang lebih berkilat daripada penggilap halus bergetar. Selain itu, bahagian yang dirawat dengan penggilap halus bergetar mempamerkan pengalaman sentuhan yang lebih lembut dan menyenangkan.
Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa pelicinan wap bukanlah penyelesaian terbaik untuk setiap cetakan. Model yang terlalu kompleks, terlalu kecil, terlalu besar atau terlalu rata boleh memesongkan atau kehilangan butiran dan artifak mungkin kelihatan selepas itu. Selepas pelicinan wap, bahagian mungkin menunjukkan kecacatan seperti penjepit, lepuh, kesan gigitan, kolam tepi, bintik, lubang atau ciri yang tidak lengkap. Di samping itu, perlu diperhatikan bahawa bahan fleksibel lebih terdedah kepada kecacatan permukaan daripada bahan tegar. Oleh itu, pemasaan yang berhati-hati mesti diambil apabila wap melicinkan bahagian atau komponen yang bergerak dengan penyambung untuk mengelak menjejaskan integriti sendi atau menyebabkan melekat akibat terlalu terdedah kepada wap.
Sebaliknya, penggilap halus bergetar sesuai untuk julat bahagian bercetak 3D yang lebih luas daripada pelicinan stim, kerana ia boleh disesuaikan dengan sebarang keperluan individu, sifat bahan dan struktur bahagian tersebut dengan memilih bahan pelelas dan kaedah yang berbeza. Kemasan bergetar sesuai untuk hampir semua bahagian cetakan 3D, asalkan prosesnya sentiasa dilakukan secara profesional oleh pakar. Walau bagaimanapun, penggilap kemasan bergetar boleh menyebabkan kehilangan geometri bahagian. Sebagai contoh, sudut dan hujung komponen boleh menjadi terlalu bulat dan kehilangan bentuknya, yang tidak berlaku dengan pelicinan wap. Di samping itu, kemasan getaran kadangkala memerlukan prosedur pengeringan selanjutnya, yang memanjangkan proses.
Medan permohonan
Pelicinan wap ialah teknologi yang digemari oleh industri seperti perubatan, automotif dan aeroangkasa untuk rawatan komponen kalis air, antimikrob dan bebas kimia. Apabila ia berkaitan dengan penggilap halus bergetar, industri perubatan, automotif dan sukan terutamanya mendapat manfaat daripada teknologi ini. Dalam setiap bidang, permukaan licin, terutamanya bahagian logam, adalah penting untuk memastikan keadaan komponen berfungsi dengan baik dan selamat. Walau bagaimanapun, pelicinan wap dan penggilap halus bergetar boleh dilaksanakan sepanjang kitaran pembangunan produk, daripada model konsep kepada prototaip kepada produk akhir, dan digunakan dalam pelbagai jenis industri termasuk barangan perubatan, automotif dan pengguna. Contoh bahagian yang diproses dengan penggilap halus bergetar ialah alat ganti kereta untuk industri automotif atau kasut roda dan peralatan kecergasan untuk industri sukan. Selain itu, barang kemas dan pinggan mangkuk digilap halus bergetar untuk kegunaan pengguna. Contoh bahagian licin wap yang sering digunakan dalam industri automotif ialah komponen dalaman kenderaan, seperti papan pemuka, pemegang pintu dan elemen konsol tengah. Pelicinan wap juga digunakan dalam industri aeroangkasa untuk bahagian pesawat seperti sayap, saluran udara dan bahagian enjin, antara lain.
gambar
△Pelicinan wap sering digunakan pada bahagian pesawat dalam industri aeroangkasa (Sumber imej: Fast Radius)
pembekal dan harga
Pelbagai pembekal perkhidmatan, seperti SPALECK GmbH, VibraFinish atau Rohde AG, menawarkan penggilap halus bergetar untuk pelanggan dan syarikat persendirian. Untuk pelicinan wap, Xometry, AMT, DyeMansion, Protolabs dan Hubs ialah penyedia perkhidmatan terkemuka yang menawarkan perkhidmatan pelicinan wap sama ada melalui mesin penyelesaian pasca pemprosesan atau berasaskan bahan tertentu. 3Faktur ialah syarikat Jerman yang menawarkan perkhidmatan pelicinan wap dan penggilapan halus bergetar. Mesin VaporSmoothing yang terkenal seperti siri AMT PostPro3D dan siri Powerfuse S ialah penyelesaian yang disediakan oleh Xometry dan DyeMansion, manakala Protolabs dan Hubs menggunakan bahan SLS dan MJFHPA 12, PA 12 dan MJF Ultrasint™ TPU-01 masing-masing.
Untuk pengilat halus bergetar, mesin industri besar daripada pengeluar seperti Walther Trowal, AVAtec atau Garant berharga sekitar $18,000 hingga $21,000 (€17,000 hingga €20,{{ 7}}). 2 kg bahan pelelas berharga antara $21 – 44 (€20 – 40) dan 5 liter kompaun sekitar $21 – 44 (€20 – 40 €). Harga berbeza secara meluas bergantung kepada kuantiti dan saiz bahagian yang akan dimesin. Untuk pelicinan wap, caj perkhidmatan untuk melicinkan bahagian individu boleh menjadi $5-$15 (€4-€14) bergantung pada kerumitan bahagian tersebut, walaupun kebanyakan pengeluar biasanya hanya menawarkan perkhidmatan dalam kumpulan 10 atau lebih banyak bahagian. Membeli pelicin stim itu sendiri boleh menelan kos sekitar $10,000 hingga $30,000 (€11,000–33,000), bergantung pada wilayah, pengilang dan kualiti .
