Обработка парами ацетона.

Обработка парами ацетона.

Решил написать пост, тем самым отвечая на часто задаваемые вопросы клиентов, которые приобретали у меня «баню», и для тех, кто не может определиться с объёмом контейнера «бани» или хочет самостоятельно её сделать.

Конструкция «бани».

«Баня» состоит из контейнера, системы принудительного перемешивания паров ацетона и чаши-ТЭНа, нагревательного элемента для заправки ацетоном.

Какой выбрать контейнер ? Я использую три разных контейнера. 2-х литровый герметичный для деталей до 90 мм высотой, 3-х литровый герметичный для деталей длиной до 220 мм, 5-ти литровый негерметичный для деталей высотой до 200 мм. Чаще всего эксплуатирую 2-х литровый - 90% от всего количества распечатанных деталей. Контейнер должен быть из полиэтилена с прозрачными стенками и герметичный, можно использовать и негерметичный контейнер, но с плотно прилегающей крышкой. Как показала практика, для химобработки использование контейнеров с этими размерами покрывает примерно 99% всех напечатанных мною деталей за два года.

Это три мои «бани» на 2, 3 и 5 литров.

Это трехлитровая «баня».

Система принудительного перемешивания паров ацетона состоит из микродвигателя, подшипникового узла и вентилятора. Все детали, контактирующие с парами ацетона, нужно делать из ПЛА. Тот, кто владеет конструкторскими навыками, может сам сконструировать этот узел. Если у кого-то нет такой возможности или желания самому изготавливать «баню», то у меня можно купить как готовое изделие, так и набор деталей для самостоятельной сборки.

Нагревательный элемент, ТЭН. Из своего опыта - мощность ТЭНа должна быть 2 – 3 Ватта, для контейнеров большой ёмкости (10-15 литров) можно до 5 Ватт. Если использовать бόльшую мощность, процесс будет менее управляем. Используя закон Ома, можно рассчитать и изготовить ТЭН самостоятельно. Температура кипения ацетона 56,1 °C, а ТЭН мощностью более 5 Ватт в жаркую летнюю погоду может превысить эту температуру. С точки зрения взрывоопасности ничего страшного в этом нет, но интенсивное парообразование в замкнутом объёме создаёт туман и запотевание стенок контейнера, что полностью исключает визуализацию процесса. Конечно, с приобретением навыков визуальное наблюдение уже не требуется, и для опытных пользователей увеличение мощности ТЭНа приведёт к ускорению процесса.

Количество ацетона зависит не только от площади поверхности обрабатываемой детали, но и от литража контейнера. Для одинаковых деталей, чем больше объём контейнера, тем больше надо ацетона, также и для большой детали надо больше ацетона, нежели для маленькой детали при одинаковом объёме контейнера. Сколько конкретно нужно ацетона - этот параметр подбирается опытным путём и зависит от площади обрабатываемой детали, от температуры окружающей среды, от химического состава АБС пластика (производителя филамента), от герметичности контейнера и от сортности, концентрации ацетона. Также надо иметь в виду, что ацетон хорошо разбавляется водой и недобросовестный продавец или производитель ацетона может легко этим воспользоваться. Чтобы не испортить деталь, надо начинать с маленькой дозы ацетона и если обработка будет недостаточной, просто повторить процесс ещё один или два раза. Надо учитывать, что при повторной заправке ацетоном все пары от первой заправки улетучатся, и для необходимой концентрации паров в контейнере потребуется дополнительный ацетон. Если кто не понял смысл последней фразы, поясняю, что при получении удовлетворительного результата за несколько подходов и при переходе на однократный этап количество ацетона, использованного за два или три подхода, надо сложить и взять 75% от суммы. Понятно, что цифра 75% - это не абсолютная величина, а приблизительное значение и носит рекомендательный характер.

Время обработки зависит от тех же параметров, которые перечислены выше в абзаце «количество ацетона». Визуально процесс отслеживается через прозрачные стенки бокса, но основная трудность визуального контроля состоит в том, что окончание процесса химической обработки произойдёт после проветривания установки, спустя некоторое время. Это происходит из-за того, что поверхность детали, на которую воздействовали пары, становится вязкой текучей, и эта текучесть происходит до тех пор, пока в этом слое имеются активные элементы, насыщенные кетоны паров ацетона. Нейтрализация насыщенных кетонов происходит количественным поглощением этих молекул молекулами акрилонитрилбутадиенстирола (ABS) и обычным проветриванием, то есть, если угадать с количеством заправляемого в устройство ацетона, то процесс воздействия паров на пластик остановится сам и не испортит деталь. В противном случае, по истечении некоторого промежутка времени необходимо, не выключая устройства, открыть крышку бокса, при этом деталь будет иметь незаконченный вид и её нельзя трогать, и проветрить 10-20 минут. По истечении этого времени деталь примет почти окончательный вид, процесс текучести сильно замедлится, и деталь можно брать в руки. Окончательно пары ацетона «выйдут» из детали через 5 – 7 дней. Если деталь конструкционная и должна испытывать нагрузки, желательно использовать её по истечении двух-трёх дней. Для ускорения процесса «выхода» паров деталь можно нагреть до 50°С, но не раньше, чем через 1-2 часа холодного проветривания. Желательно все работы проводить в проветриваемом помещении, если работы проводятся в домашних условиях, то лучше это делать в санузлах с принудительной вытяжкой или на балконе. Ацетон является легковоспламеняющейся жидкостью, а пары ацетона при определённой концентрации взрывоопасны.

Внешний вид обработанных изделий сразу после открытия контейнера.Это вид изделий после проветривания 30-40 минут. Для этих деталей потребовалось 9-10 см3 ацетона и 50-60 минут времени при температуре воздуха в помещении 25°С в двухлитровом контейнере. Наружные поверхности этих изделий не подвергались механической обработке. Площадь всех поверхностей, на которые воздействовали пары -406 см2. Размеры одной детали (ДхШхВ) -100х55х22 мм.

Далее я покажу разные изделия и режимы обработки.

Бюст Путина - 3 шт., бокс - 5 литров, суммарная площадь всех обрабатываемых поверхностей трёх бюстов – 1188 см2. Количество ацетона - 18 см3, время обработки 80-90 минут. Температура воздуха в помещении - 25° С. Размеры одного бюста (ДхШхВ) -75х65х132 мм.Соты с подставкой - 1 шт, бокс - 2 литра, площадь поверхности - 810 см2, количество ацетона - 6 см3, время обработки - 40 минут. Температура воздуха в помещении - 22° С. Размеры (ДхШхВ) - 79х79х80 мм.Башня, бокс - 5 литров, площадь поверхности - 750 см2, количество ацетона - 18 см3, время обработки - 110 минут. Температура воздуха в помещении - 18° С. Размеры (ДхШхВ) - 56х100х128 мм.Кронштейн фары «Порш Кайен», бокс - 2 литра, площадь поверхности - 151 см2, количество ацетона - 6 см3, время обработки - 50 минут. Температура воздуха в помещении - 18° С. Размеры (ДхШхВ) - 91х80х18 мм.Деталь корпуса, бокс - 3 литра, площадь поверхности - 690 см2, количество ацетона - 12 см3, время обработки - 60 минут. Температура воздуха в помещении - 18° С. Размеры (ДхШхВ) - 178х109х34 мм.Профессор Йода, бокс - 2 литра, площадь поверхности - 140 см2, количество ацетона - 6 см3, время обработки - 40 минут. Температура воздуха в помещении - 20° С. Размеры (ДхШхВ) - 60х80х65 мм.

Все выше представленные детали практически не подвергались механической обработке.

Далее покажу детали, поверхность которых полностью подвергалась механической обработке – зашкуриванию.Детали зелёного, синего и красного цветов, обрабатывались по 1 шт, бокс - 5 литров, площадь поверхности - 380 см2, количество ацетона - 15 см3, время обработки - 90 минут. Температура воздуха в помещении - 20° С. Размеры (ДхШхВ) - 70х70х120 мм.Деталь синего цвета, бокс - 2 литра, площадь поверхности - 230 см2, количество ацетона - 8 см3, время обработки - 50 минут. Температура воздуха в помещении - 20° С. Размеры (ДхШхВ) - 70х70х50 мм.

Какой должна быть деталь? Конструкция, толщина слоя печати, механическая обработка.

Конструкция обрабатываемой детали. Не каждую деталь можно обрабатывать в «бане». Если в конструкции детали имеются очень тонкие стенки или перемычки толщиной менее 1 мм, то они оплавятся и потеряют форму раньше, чем обработаются остальные поверхности детали. Выход - или увеличивать толщину стенки, или защищать одну сторону, допустим внутреннюю, малярным скотчем или проводить лёгкую обработку.

Толщина слоя печати влияет на окончательное качество, но не очень значительно. За счёт проникновения паров ацетона в микрощели межслойных зазоров происходит дополнительное спекание, склеивание слоёв, что упрочняет деталь, делает её более монолитной. Понятно, что при толщине слоя 0,1 мм микрозазоров будет больше, нежели при слое толщиной, к примеру, 0,2 мм. Значит, деталь со слоем 0,2 мм должна получиться более монолитной, если так можно выразиться, а деталь со слоем 0,1 мм более красивой. Наверное, слой 0,15 мм будет оптимальным и для монолитности, и для внешнего вида.

Механическая обработка деталей. В большинстве случаев напечатанным деталям требуется механическая обработка надфилями, наждачной бумагой или другим инструментом, например, насадками гравёра «Дремел». После мехобработки поверхность получается шероховатой и визуально светлее остального тела. Перед тем как такие детали помещать в ацетоновую баню, необходимо предварительно обработать ацетоном места, которые подвергались механической обработке. Для этого берём любую не ворсистую ткань, смачиваем в ацетоне и одним-двумя движениями протираем эти места. Движения должны быть быстрыми, чтобы ткань не прилипла к детали. Если за один-два раза не удаётся протереть всю поверхность, то надо подождать 20-30 секунд и повторить процедуру. Если этого не сделать или обработать не тканью, а кистью, то после обработки детали в «бане» эти места на ощупь будут шершавые и визуально не очень блестящие.

Спасибо за внимание, пишите комментарии, критика по делу принимается, если что-то не понятно спрашивайте.