Сглаживание 3D-печатных изделий из полилактида

Далеко не всем нравится ребристая текстура 3D-печатных изделий, а значит нужно научиться сглаживать поверхности. Один из самых популярных пластиков для 3D-принтеров — это полилактид, и в этой статье мы разберемся с методами постобработки этого полимера.

Полилактид (REC PLA) относительно недорог, нетоксичен и к тому же славится простотой 3D-печати, так как не требует высокотемпературных экструдеров и закрытых камер, а низкая усадка редко приводит к деформациям или отлипанию от столиков. Все это хорошо, но в постобработке это не самый простой материал. Например, ацетон на него не действует, а шлифование может привести к оплавлению. Особых сложностей нет, но есть нюансы, о которых мы и поговорим ниже.

Удаление избыточного материала

Первым шагом сразу после 3D-печати должно быть удаление излишков, то есть поддержек и вспомогательных адгезионных структур, если таковые использовались в процессе 3D-печати. Здесь пригодится пара инструментов — канцелярский нож и, если есть такая возможность, ручная бормашина.

Канцелярский нож

Канцелярские ножи — распространенный, недорогой и очень полезный инструмент, которым обязательно стоит обзавестись. С его помощью можно аккуратно срезать все то, что не принадлежит самой модели, то есть опорные структуры, бримы, рафты и так далее. Здесь речь идет лишь о предварительной черновой обработке, чистовую мы обсудим ниже, так что не пытайтесь соскоблить ребристость.

Самое главное в работе с канцелярскими ножами — техника безопасности. Они остры, как бритвы, а ПЛА — весьма жесткий, ломкий материал, поэтому примите меры, чтобы не порезаться. Во-первых, всегда работайте движениями от себя. Во-вторых, убедитесь, что на пути лезвия, если оно сорвется, не расположены ваши пальцы или другие ценные части тела. В-третьих, не поскупитесь на пару защитных перчаток. Пусть они немного стесняют движения, зато пальцы будут целы, а ювелирная точность на этом этапе и не требуется.

Не прилагайте слишком высокие усилия — шансы таковы, что вы либо сломаете лезвие, либо повредите модель или даже самих себя. Если нож острый, он справится с тонким пластиком без особого труда. Если же нет, скорее всего пора менять лезвие.

Бормашина

Бормашинки отлично подходят как для отделения поддержек, так и шлифования 3D-печатных моделей. Шлифования мы еще коснемся, оно сопряжено с одним очень важным моментом. Пока же имейте в виду, что этот удобный инструмент позволит эффективно справляться с черновой обработкой — быстрее и безопаснее, чем канцелярский нож.

Минус лишь в том, что и стоят электромеханические инструменты дороже, чем простые ножи, но они того стоят. Про технику безопасности забывать тоже не следует: если есть защитные перчатки, то замечательно, но самое главное — это защитные очки, чтобы кусочек пластика ненароком не отлетел в глаз.

При работе с бормашинкой помните, что это не «силовой» инструмент. Сильно давить не нужно, так как можно повредить или модель, или саму машинку. Если вам кажется, что инструмент работает недостаточно эффективно, увеличьте обороты или попробуйте другую насадку.

Для чистовой обработки использовать бормашины мы не рекомендуем, хотя при должном умении и осторожности это возможно. Об этом в следующем пункте.

Ручное шлифование

Даже если у вас есть бормашина, вам все равно может понадобиться наждачная бумага. Дело в том, что полилактид весьма легкоплавок. Температура размягчения REC PLA составляет всего 50°С, а трение при шлифовании вырабатывает тепло, так что при шлифовании бормашинкой поверхность модели можно перегреть, и тогда она «поплывет». В принципе, это может случится даже при ручном шлифовании, но на этот случай есть один простой лайфхак, называемый «мокрым шлифованием».

Это именно то, о чем вы подумали: обрабатываемые поверхности и/или наждачную бумагу нужно периодически смачивать водой, а затем шлифовать — так влага будет отводить тепло от пластика. Можно ли использовать этот метод с бормашинами? Можно, если вам не жалко насадки и вы готовы мириться с летящими во все стороны брызгами, но надежнее и дешевле все-таки полагаться на ручную обработку. Решайте сами.

Шлифование наждачной бумагой годится для относительно больших и ровных участков, а как быть с мелкими деталями? Здесь хорошо подойдут пилки для ногтей.

Disclaimer: мы не несем ответственность за душевные и телесные травмы, полученные в результате поимки женой или тещей за несанкционированным использованием косметологических инструментов.

Если гневить женщин не хочется, всегда можно приобрести недорогой набор пилок на картонной основе — для наших целей они подойдут как нельзя лучше.

Ради оптимальных результатов шлифовать — особенно большие участки — стоит плавными круговыми движениями, периодически меняя направление. Зернистость следует подбирать в зависимости от изначальной шероховатости поверхностей, а затем постепенно повышать — примерно от 400 для грубой шлифовки до 4000 для чистовой.

Оплавление

Как мы уже разобрались, ПЛА легко плавится. Можно ли из этого извлечь выгоду? Можно, только осторожно: после шлифования поверхностям можно придать глянец с помощью паяльного фена.

Самый надежный вариант — установить модель на ровную поверхность, желательно на вращающуюся платформу, а затем равномерно обдувать горячим воздухом со всех сторон. Увы, но обычный фен для волос не подойдет из-за слишком низких температур, а с паяльным феном наоборот нужно проявлять осторожность, чтобы не расплавить модель. Попробуйте выставить самую низкую настройку нагрева и старайтесь не задерживаться долго на одном участке изделия.

Если на фене есть точный регулятор и индикатор температуры, начните с 60°С — это чуть выше температуры размягчения полилактида.

Покрытия

Еще один способ получить гладкие поверхности — нанести покрытие напылением или вручную. Это поможет не только скрыть шероховатости, но и углубления — царапины, выбоины и другие дефекты.

Грунт

Грунтование в основном используется для выравнивания поверхностей перед покраской, заодно грунт помогает краскам и лакам лучше схватываться с пластиком. Одно из преимуществ грунта в том, что он легче шлифуется, чем пластик. Минус же в том, что грунтование может несколько снизить детализацию и довольно затратно по времени.

Старайтесь наносить грунт тонкими, равномерными слоями. Лучше всего для этого подойдут аэрозольные варианты: наносите грунт плавными, широкими движениями, соблюдая дистанцию от модели. После напыления слоя не торопитесь наносить следующий, дайте грунту просохнуть. Чтобы потеря детализации была минимальной, остановитесь тогда, когда пластик больше не будет просвечивать через грунт. Сам грунт недолговечен, так что после чистового шлифования грунта на модель желательно нанести слой лака или краски.

Эпоксидные смолы

Нанесение слоя эпоксидный смолы — отличный способ получения глянца и долговечности. Эпоксидная смола хорошо скрывает дефекты, но обратная цена медали в том, что детализация страдает еще больше, чем при грунтовании и покраске.

Если высокая детализация не имеет ключевого значения, просто смешайте компоненты и аккуратно нанесите состав кисточкой как можно более тонкими слоями.

Химическое сглаживание

Как мы упомянули в начале статьи, ацетон, обычно используемый для сглаживания еще одного популярного пластика под названием акрилонитрилбутадиенстирол (REC ABS), с полилактидом не работает. Есть и другие варианты, но они относительно дороги и/или небезопасны. Первый — D-лимонен — пахучее вещество, отвечающее за характерный аромат цитрусовых. Если лимонен не найти, попробуйте (только не внутрь!) дихлорэтан или дихлорметан.

Имейте в виду, что дихлорэтан и дихлорметан — это ядовитые летучие жидкости, поэтому работать с ними следует только в хорошо проветриваемых помещениях и обязательно с надлежащей защитой глаз, кожи и дыхательных путей.

Сам же процесс сглаживания обычно сводится либо к нанесению растворителя кисточкой, либо окунанию моделей в растворитель. Опять-таки имейте в виду, что чем дольше растворитель будет действовать на модель, тем ниже будет детализация — на то он и растворитель.