Постобработка 3D-печатных объектов. Что для этого нужно?

Всем привет, друзья! С Вами 3DTool! В этой статье мы расскажем Вам о постобработке изделий, напечатанных на FDM 3D-принтере. В основном статья рассчитана на новичков и не содержит каких-то революционных откровений. Однако мы постарались передать наш опыт наиболее доступно и надеемся, он будет вам полезен.

Речь пойдет о применяемых инструментах, методах и приемах, которыми пользуемся мы сами при выполнении заказов и в общей практике. Примером станет проект печати бутафорского копья персонажа из компьютерной игры для костюма на косплей-фестиваль. Мы проследуем весь путь от подбора параметров печати до финишной покраски элементов копья и попутно разберем несколько смежных вопросов.

Что ж, поехали!

Типы и виды обработки напечатанных изделий.

Для начала пройдемся по основным известным типам постобработки печатных изделий доступным на данный момент.

- Ручная обработка.

Тип обработки, при котором для выравнивания поверхности используется некий абразивный материал. Например, наждачная бумага и ее производные.

- Автоматизированная механическая обработка. (Галтовка)

Тип обработки, при котором применяются специальные устройства. Самым распространенным видом такого типа обработки является галтовка в основе которого лежит обработка поверхности трением абразивыми гранулами, т.н. «телами». Такой тип обработки применяют в основном для металлических изделий, но он подходит и для пластика.

- Ручная химическая обработка.

Ручная обработка поверхности предмета подходящим растворителем, до образования ровной и однородной поверхности, при которой реагент наносится кистью, пульверизатором, или в виде пара с помощью холодной или горячей «паровой бани».

- Автоматическая химическая обработка.

Автоматическая обработка парами соответствующего материалу изделия растворителя в специальных установках, точно контролирующих процесс.

- Ручная и автоматизированная температурная обработка.

Виды обработки, при которых используется пограничная, или температура расплавления материала для сглаживания поверхности. Обычно в ней применяют строительные фены или печи. В данной статье мы не будем касаться этого вида обработки.

В нашей практике наиболее часто мы используем комплекс из ручной механической и ручной химической обработки, о них и пойдет речь дальше.

Необходимые инструменты.

Для достижения наилучшего результата мы сформировали свой список необходимых инструментов, наличие которых делает процесс более удобным и быстрым.

Для качественной постобработки нам понадобятся следующие инструменты и материалы.

(Список носит рекомендательный характер и для «домашнего» применения, многое из данного оборудования можно пропустить. Например, компрессор и краскопульт.)

• - Ленточная шлифовальная машина.
• - Дремель с насадками (бормашинка) и гибким подводом.
• - Компрессор с продувочным пистолетом и краскопультом.
• - Строительный фен.
• - Наждачная бумага средней и мелкой зернистости. 250-400.
• - Кисть, устойчивая к растворителям.
• - Пульверизатор устойчивый к ацетону.
• - Ацетон или другой растворитель (далее, более подробно)
• - Емкость устойчивая к растворителям.
• - Грунт укрывочный/праймер по пластику (баллоны Kudo, Motip, Maxi Color)
• - Шпатлевка автомобильная, для пластика. (Духкомпонентная подойдет, можно использовать эпоксидную смолу, если у вас есть хорошая)
• - Перчатки и респиратор.
  
  

Техника безопасности

Не забывайте, что мелкодисперсная пыль от пластика, пары ацетона и других растворителей, краска и острые предметы, такие как шпатель и нож – потенциально опасные инструменты и при обращении с ними необходимо соблюдать технику безопасности.

Это не пустые слова. Даже в нашей практике (моей конкретно, прим. Ред) случались отравления и неприятные последствия пренебрежения правилами. И повторить их (правила) еще раз, отнюдь не будет лишним.

Для начала, проводите все обрабатывающие работы в просторном, проветриваемом помещении. Если помещение не оборудовано отдельной вытяжкой, откройте окна или двери и обеспечьте свободный ток воздуха. Высокая концентрация паров ацетона может вызвать головокружение и отравление.

Оставляйте баллоны с краской и растворителями в местах, куда не проникают прямые солнечные лучи. При разогреве баллонов с краской следите за температурой и временем нахождения баллона в воде. Не разогревайте баллоны и не держите растворители рядом с открытыми источниками огня. Зажигалка и паяльная горелка тоже являются такими источниками.

Надевайте респиратор и защитные очки перед работой с абразивами и нанесением краски. Респиратор не должен пропускать мелкие частицы и закрывать хотя бы половину лица.

И помните, что любой инструмент требует уважительного и внимательного отношения.

Подборка параметров и материала печати.

Итак, вернемся к началу.

У Вас появилась задумка распечатать и обработать некий предмет. Условимся, что этот предмет так же требует последующей сборки с обработкой швов. Как правило, это наиболее частый случай для небольших мастерских и домашней 3D-печати. Что нам необходимо сделать в первую очередь?Для начала поделим нашу 3D-модель на сегменты, помещающиеся в рабочую область принтера, и определимся, как наш объект будет собираться после печати.

На иллюстрации хорошо видны этапы работы с 3D-моделью. Ретопология, упрощение излишне сложных элементов и расстановка сборочных замков.

Далее определимся с шероховатостью поверхности. Тобиш с толщиной (высотой) слоя. Она напрямую будет влиять на время печати и последующую обработку поверхности. Например, опытным путем мы выяснили, что 200 – 250 микрон, самый оптимальный размер при учете использования наждачной бумаги соответствующей зернистости. Движения поперек расположению слоев делают глубокие бороздки и активно сравнивают поверхность.

Так как обработка будет выполняться путем шлифования, стенки изделия должны быть достаточно толстые и крепкие. Обычно, параметра в 1 – 1.2 мм хватает. Наше копье мы печатали на 15% заполнения и с толщиной стенки в 1 мм на 0.4 сопле.Важный этап, от которого зависит вся последующая работа – выбор материала для 3D печати.

Т.к. мы используем 3D-принтеры Raise 3D и Picaso Designer X, нам удобнее печатать из ABS пластика. Из всех существующих филаментов на данный момент он обрабатывается понятнее и проще всего. PLA тоже подойдет, но связываться с более токсичным чем Ацетон – Дихлорметаном желания не много. Однако и с ним наш метод работы сильно не меняется, разве что наносить растворитель на поверхность будет чуть сложнее, т.к. испаряется он активнее.

Подготовка поверхности.

Итак. Метод проб и ошибок показал, что для обширных поверхностей, лучше всего работает комбинированный способ.

Для начала вымачиваем кисть в растворителе, слегка вытираем лишнюю жидкость о стенки емкости и немного влажной кистью проходим быстрыми движениями поперечно слоям по всей поверхности модели.

Это позволит сгладить особо сильные перепады и сплавить верхние слои между собой, что в дальнейшем хорошо скажется при покраске, т.к. лишние поры будут закрыты. Движения должны быть равномерными, с перекрытием около 10%, определяется на глаз. Главное, чтобы между полосами нанесенного растворителя не было промежутков.

Старайтесь не касаться только что обработанной поверхности частями тела и сторонними предметами, размягчённый пластик очень хорошо марается и образует каверны при касании.

Сразу после нанесения растворителя, нам понадобится компрессор, или мощный ток прохладного воздуха. Задача – высушить расплавленный слой изделия. Делать это нужно только холодным или прохладным воздухом, чтобы ацетон быстрее сходил с поверхности объекта, а не вспучивался пузырями. Если применять фен, или горячий воздух, ацетон будет испаряться слишком быстро, а поверхность вспучиваться и весь эффект будет потерян.

Если все сделать правильно, поверхность должна выглядеть примерно так.Теперь возьмем более грубую наждачную бумагу и порежем ее, добиваясь удобного хвата рукой Далее, поперечно слоям начнем шкурить.

Необходимо приблизительно сравнять глубину рельефа слоев с бороздками оставляемыми наждачкой.

После грубой обработки, возьмите бумагу с зерном поменьше и шкурите уже круговыми движениями, там, где это возможно, для предфинишного выравнивания поверхности.

Если детали очень большие, подойдет ленточная шлифовальная машинка, которая позволить обрабатывать обширные поверхности в несколько раз быстрее. К счастью, в проекте с копьем она не понадобилась.

В итоге должно сняться порядка 100 – 200 микрон поверхности, что образует достаточно ровную поверхность, позволяющую перейти к следующему этапу.Не забудьте выполнить сборку и склейку объекта до нанесения грунта. Для ABS пластика мы используем двухкомпонентный эпоксидный клей Bison Epoxy 5минут. Он показал себя лучше всего.В нашем проекте мы использовали пазы для центровки и скрепления объектов между собой, вручную закладывая их в геометрии. А все копье собиралось на две алюминиевые трубы разных диаметров, в некоторых местах

Нанесение грунта и проявка.

Следующим этапом после подготовки поверхности идет грунтование и проявка.

Под проявкой имеется в виду нанесение одного – двух слоев грунта для того, чтобы все невидимые на пластике царапины и изъяны показались на матовом фоне грунта.

На фото хорошо видно, как грунт вскрыл вроде бы ровную поверхность шва. С ней еще предстоит поработать. Берем нашу двух компонентную шпатлевку и аккуратно выводим поверхность шлифуя после просушки.

После этого еще раз наносим грунт и убеждаемся в том, что поверхность ровная и готова к покраске.

Финишная покраска.

Выполняется в два – три этапа. Для начала вам необходимо положить первый слой краски, цвет которой будет доминирующим. Если вы пользуетесь баллончиками kudo, лучше всего положить 3 – 4 слоя с межслоевой просушкой около 15 минут. Далее, детали должны отстояться не менее 4 – 5 часов до полного высыхания. При температуре около 20 – 24 градусов.

После чего можно маскировать элементы требующие покраски другим цветом и нанести уже его.

Рекомендуется так же, положить не менее 4х слоев с тем же временем просушки и полного высыхания.

Финальным этапом покраски станет нанесение лака в 4 – 5 слоев. Мы используем обычный прозрачный лак Kudo. Он устойчив к истиранию и хорошо выравнивает поверхность.

В итоге, после нанесения кисточкой «боевых царапин, чтобы копье смотрелось более натурально, получается вот такая красота. А на этом у нас все. С вами был 3DTool, увидимся в следующих статьях!

Выбор ЧПУ-станков для гравировки и реза, на нашем сайте: https://3dtool.ru/category/chpu/?utm_source=3dtoday Выбор огромного количества различных 3D-принтеров в разных ценовых категориях: https://3dtool.ru/category/3d-printery/?utm_source=3dtodayЛюбые интересующие вас вопросы относительно аддитивной техники и ЧПУ-станков, вы можете задать нашим менеджерам.

По почте: Sales@3dtool.ru Или по телефону: +8(800) 775-86-69

Не забывайте подписываться на наш YouTube канал:

Не забывайте подписываться на наши группы в соц.сетях:

Наш сайт INSTAGRAM ВКонтакте Facebook