В большинстве случаев 3D-печатные модели не нуждаются в постобработке, но это касается в основном функциональных изделий. Во многих случаях требуется обработка поверхностей до готового вида с помощью различных инструментов, и в этой статье мы рассмотрим основные приемы.
Постобработка охватывает широкий спектр методов, материалов, инструментов и процедур, используемых с целью сделать поверхность объекта гладкой, цветной, красивой. Модели из пластиков можно шлифовать, обрабатывать химией, шпаклевать, ламинировать, окрашивать акриловыми красками и так далее, но не стоит забывать, что нанесение дополнительных материалов на поверхности может привести к исчезновению мелких деталей. К шлифованию тоже необходимо подходить осторожно: использование электрических шлифовальных машин к некоторым пластикам в целом не рекомендуется из-за высоких температур, генерируемых трением на высоких оборотах и способных привести к оплавлению модели.
Для начала разберемся с нюансами 3D-печати, которые стоит учитывать для успешной постобработки.
Настройки 3D-печати
Толщина слоя
От толщины слоя зависит внешний вид готового изделия: чем тоньше слои, тем меньше заметна ребристость и тем легче постобработка.
Снижение толщины слоя приводит к снижению скорости построения модели, но компенсируется повышением межслойной адгезии и детализации модели.
Толщина стенок
Для того чтобы при шлифовке и полировке не истереть изделие до дыр, необходимо помнить про толщину стенок. Если модель будет подвергаться шлифованию и полировке, то при подготовке модели к 3D-печати необходимо увеличить толщину стенок, как правило на 1,5-2 мм. Этого можно достичь либо установкой сопла большего диаметра, либо увеличением количества периметров.
Заполнение
От этого параметра зависит плотность изделия. Изделие с более плотным заполнением будет прочнее, что не позволит продавить или сломать его при избыточном давлении в процессе механической обработки.
Поддержки
Если дизайн 3D-модели подразумевает использование опорных структур, на которые будут опираться выступающие части изделия, в местах стыковки поддержек с изделием может потребоваться дополнительная постобработка. В некоторых случаях этого можно избежать, используя растворимые опорные материалы.
Выдержка модели с растворимыми поддержками в воде или подходящем растворителе (в зависимости от используемых материалов) значительно облегчает отделение опорных структур. Если есть время, опоры можно растворить полностью.
Если 3D-принтер позволяет печатать только одним материалом, используемым одновременно для построения как самой модели, так и опорных структур, обратите внимание на количество поддержек и места стыковки с моделью. Чем меньше площадь контакта поддержек с моделью, тем легче их удалить по завершении печати. В некоторых случаях может быть проще разбить модель на несколько частей, подходящих для 3D-печати без поддержек, а затем склеить части в цельное изделие.
Модель с поддержками сразу после 3D-печати (слева), после чернового удаления опорных структур (в центре) и после чистовой обработки (справа).
Фото: 3D Hubs
Про механическое удаление поддержек мы подробно писали в нашей статье.
Механическая обработка
Шлифование
Простейший метод обработки 3D-печатного изделия предусматривает использование наждачной бумаги с зерном 150, 220, 400, 600, 1000 или 2000. Стоить учитывать, что не все пластики хорошо поддаются шлифовке. Например, ABS и PLA обрабатывать шкуркой проще, чем поликарбонат (PC) или органическое стекло (PMMA).
3D-печатное изделие до и после шлифовки. Фото: 3dprint.com
Шлифование — это довольно простой процесс, который желательно начинать с крупного зерна, постепенно переходя на более и более мелкое. Мы рекомендуем использовать «мокрое шлифование»: увлажнение поверхностей во время обработки помогает отводить тепло, генерируемое трением, и тем самым препятствует оплавлению модели. Обрабатываемые изделия необходимо периодически очищать кисточкой с жестким ворсом или зубной щеткой, а по завершении процесса промыть мыльной водой и вытереть насухо чистой тряпочкой.
После шлифовки изделия можно приступать к грунтованию, покраске и полированию.
Если в процессе шлифовки на изделии проявились трещины, неровности или пустоты, их можно заделать с помощью густого раствора того же полимера, эпоксидной смолы или специализированных средств, например XTC-3D.
XTC-3D — двухкомпонентное шпаклевочное средство, смешиваемое перед нанесением и образующее твердое, ударопрочное покрытие, хорошо поддающееся шлифованию, грунтованию и покраске. XTC-3D напоминает обычный эпоксидный клей, но при этом не обладает неприятным стойким запахом.
Перед обработкой изделия эпоксидной смолой или шпаклевкой XTC-3D перемешайте компоненты так, как указано в инструкции. Старайтесь перемешивать состав тщательно и плавными движениями, чтобы свести к минимуму появление воздушных пузырьков внутри смеси. Застывание происходит довольно быстро, в течение 10-15 минут, так что будьте готовы к нанесению сразу после смешивания.
Нанесите первый слой состава губкой или кистью, стараясь избегать скопления в углублениях и на мелких деталях. После нанесения дайте составу время полностью затвердеть. Одного слоя может оказаться достаточно, в противном случае после высыхания обработайте поверхность мелкой шкуркой, сотрите пыль, а затем нанесите дополнительный слой.
Если планируется дальнейшая грунтовка и покраска изделия, то после высыхания поверхности изделие необходимо обработать мелкой шкуркой, чтобы убрать лишние наплывы и подготовить модель к грунтовке.
Химическая обработка
В зависимости от материала, из которого изготовлена деталь, для постобработки можно использовать различные растворители. К примеру, ацетоном можно сглаживать поверхности изделий из ABS, а для изделий из PLA необходимо использовать дихлорэтан, дихлорметан или лимонен. Не стоит забывать, что многие растворители — токсичные, летучие жидкости, требующие строгого соблюдения техники безопасности. Тема обработки изделий растворителями обширна, поэтому остановимся на постобработке ацетоном.
Обработка ацетоном изделий из ABS или ASA
Полимеры ABS и ASA хорошо поддаются обработке ацетоном, с помощью которого также можно склеивать отдельные части деталей. Для сглаживания поверхностей модель можно либо погрузить в ацетон на короткое время, порядка пяти-десяти секунд, либо поместить в герметичную емкость для обработки парами растворителя — так называемую «ацетоновую баню». Следует помнить, что обработка растворителем может привести к снижению детализации изделия.
Ацетоновая баня Magic Box производства компании SkyMaker
Ацетоновые бани доступны как в виде коммерческих продуктов, так и самодельных устройств. Для самостоятельного изготовления простейшей ацетоновой бани потребуется:
- Ацетон. Необходим растворитель высокой чистоты и концентрации. Ацетон для полировки ногтей не подойдет, так как он разбавлен и не будет испаряться в должной мере.
- Бумажные полотенца. Необходимы для пропитки ацетоном, помогают повышать темп испарения. Подойдут любые бумажные полотенца или салфетки.
- Прозрачный контейнер. Желательно использовать стеклянные емкости, но подойдут и контейнеры из полимеров, стойких к воздействию ацетона. Емкость должна плотно закрываться.
- Алюминиевая фольга или иной стойкий к воздействию растворителя материал.
Перед обработкой подумайте о том, как деталь будет располагаться в ацетоновой бане. Пар сможет сгладить верхнюю и боковые поверхности детали, но не окажет воздействие на места, соприкасающиеся с подложкой.
Застелите дно, а по возможности и стенки контейнера бумажными полотенцами.
Нанесите ацетон на бумажные полотенца. Не используйте слишком много растворителя: он должен пропитать бумагу, но не скапливаться в лужи.
В центр поместите небольшой «плот» из алюминиевой фольги или другого стойкого к растворителю материала. Это нужно для того, чтобы изделие не входило в прямой контакт с жидкостью и обрабатывалось исключительно парами.
Установите изделие на «плот» и закройте крышку контейнера. Продолжительность процесса зависит от размера детали и емкости, а также температуры. Прозрачный контейнер поможет отслеживать состояние детали: слишком долгая выдержка приведет к значительной потере детализации или даже деформации модели. При комнатной температуре обработка обычно занимает от тридцати минут до пары часов, но процесс можно ускорить подогревом.
Важно! При подогреве ацетоновой бани необходимо помнить об огнеопасности ацетона. Использование открытого огня недопустимо. Самый безопасный вариант — поместить баню в другой контейнер, наполненный горячей, но не кипящей водой.
По завершении паровой обработки достаньте изделие вместе с плотиком, стараясь не прикасаться к самой модели.
Дайте изделию отдохнуть несколько часов, чтобы все пары растворителя улетучились, а поверхности затвердели.
Подробнее об изготовлении самодельной ацетоновой бани можно узнать в нашей статье.
Грунтование
Грунтование необходимо для создания однородных поверхностей, заполнения микроскопических углублений и повышения сцепления краски с моделью.
Грунтовку можно приобрести в жидком виде для нанесения кистью или в виде аэрозольного спрея. Если после шлифования на изделии остались заметные швы или дефекты, их можно скрыть латексной шпаклевкой.
На хорошо отшлифованных поверхностях лучше использовать аэрозольный спрей, позволяющий равномерно распределять грунт.
Перед использованием хорошо перемешайте содержимое, вращая баллон круговыми движениями в течении двух-трех минут. При распылении держите баллон на расстоянии 15-20 см от поверхности изделия и наносите грунт короткими, быстрыми движениями. Избегайте чрезмерного напыления: суть процесса в нанесении очень тонких слоев. Как только слой высохнет, зачистите неровности шкуркой на 600 и нанесите следующий слой. Грунтовать следует до получения одинаковой, равномерной поверхности изделия.
Покраска
К покраске следует переходить после получения желаемой фактуры поверхностей. Загрунтованная модель должна быть хорошо отшлифована, отполирована и очищена от пыли.
Внимательно подойдите к выбору метода покраски: красить можно и художественными акриловыми красками и кисточками, но наиболее гладкие поверхности обеспечит пульверизатор или краска в аэрозольных баллончиках.
Для покраски 3D-печатных изделий не подойдут краски в баллонах из хозяйственного магазина, так как они слишком густые и вязкие. Лучше всего использовать менее вязкие краски, разработанные специально для моделирования, так как они позволяют наносить более тонкие слои, не скрывающие мелкие детали.
Наносите краску на изделие очень тонкими слоями — настолько тонкими, чтобы первые слои просвечивали. После нанесения слоя дайте краске время полностью высохнуть, затем аккуратно отполируйте поверхность маникюрными палочками, после чего повторите процедуру покраски.
При необходимости обработайте изделие после покраски полировальной бумагой 3M или Zona,
Подробнее о грунтовке и покраске можно прочитать в нашей статье.
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся
Вход через социальные сети