3D打印后處理有哪些竅門?

lydiazhang   2017-03-31 15:35:58

沒有哪種技術(shù)可以對(duì)所有的3D打印零部件進(jìn)行后處理。3D打印零部件的表面質(zhì)量受到打印機(jī)類型、打印技術(shù)和材料粒度多種因素的影響。后處理技術(shù)需要與打印材料、打印技術(shù)和零件幾何形狀相匹配,有時(shí)多種不同技術(shù)可以用于一種零件的后處理。


在設(shè)計(jì)3D打印零件時(shí)要考慮的不僅僅是3D打印工藝。例如,一個(gè)原本由5個(gè)部分組成的部件,可以被設(shè)計(jì)為一個(gè)整體的、集成式的零件,然后由3D打印設(shè)備及制造出來。但是在采用這種設(shè)計(jì)方案的時(shí)候應(yīng)考慮到打印完成后的表面處理要求,有時(shí)傳統(tǒng)的精加工技術(shù)可能并不適用于這種3D打印的零件,那么,這種情況下就需要重新調(diào)整設(shè)計(jì)方案,考慮將整體式的零件拆分為兩個(gè)部分,打印完成之后進(jìn)行組裝。調(diào)整設(shè)計(jì)方案之后,既可以通過標(biāo)準(zhǔn)的精加工技術(shù)完成3D打印零件的表面處理要求,又能夠保證高效的生產(chǎn)。

    

在確定你需要的3D打印方式和進(jìn)行零件設(shè)計(jì)之前,就確定對(duì)零件表面質(zhì)量的要求。即使是同一個(gè)3D打印零件,不同位置上的表面光潔度也會(huì)有所差異,比如在下圖中,零件7個(gè)不同位置的表面光潔度差異很大,這與打印零件的成型方向和在打印基臺(tái)的定位是相關(guān)的。因此,為了獲得最佳的表面光潔度,需要針對(duì)選擇的3D打印技術(shù)把握好零件關(guān)鍵面的成型方向。還有一個(gè)考慮的因素是打印速度,打印速度和表面光潔度是負(fù)相關(guān)的兩個(gè)因素。另外,零件的表面光潔度關(guān)系到后處理時(shí)的材料去除量,一般來說打印零件的表面光潔度越低,在后處理時(shí)需要去除的材料就越多。

充分了解后處理技術(shù)。3D打印后處理的工藝有多種,例如水射流清潔和濕磨工藝等,很多后處理工藝都牽涉到一定程度的材料去除,因而在設(shè)計(jì)零件的幾何形狀時(shí)需要考慮到后處理工藝,并考慮如何補(bǔ)償這些去除量。

對(duì)于粉末床工藝打印的尼龍零件,在打印后通過水射流工藝可以清除多余的打印粉末,提升表面光潔度。

后處理前的3D打印零件,右圖為200倍放大圖像

濕磨削后處理之后的3D打印零件,右圖為200倍放大圖像

    

收集后處理的結(jié)果及數(shù)據(jù),并用于下一輪的設(shè)計(jì)優(yōu)化。在對(duì)初次打印的零件進(jìn)行后處理之后,評(píng)估尺寸公差,表面光潔度以及在后處理中損失的幾何形狀,將這些信息反饋給設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí),考慮是否需要增加加工余量,或者考慮是否需要將零件拆分為多個(gè)組件等。


左1: 初次3D打印的未經(jīng)過后處理的空氣壓縮機(jī)葉片:;左2:經(jīng)過拋光處理的打印葉片,側(cè)面前緣有缺損;右1:參考了初次打印和后處理結(jié)果后,在打印時(shí)對(duì)葉片進(jìn)行了重新定位

    

花時(shí)間理解和驗(yàn)證你所使用的任何一種后處理工藝。條件允許的話,用不同的加工技術(shù)來制造的產(chǎn)品原型,然后進(jìn)行表面處理,對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,掌握每種工藝所存在的限制因素。

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