Линии слоя - главная проблема большинства отпечатков с порошковым слоем или плавленой нитью. Они задерживают грязь, ослабляют детали и портят глянцевый лак. 3D-печать сглаживание паров решает эту проблему, купая напечатанные детали в контролируемом паре растворителя, который расплавляет только внешние гребни, оставляя шелковистую, герметичную кожу. При правильной настройке процесс позволяет сохранить четкость краев, скрывая "слоеный блин", который образуется при нанесении аддитивных слоев. На следующих страницах вы узнаете, как работает паровое сглаживание, какие машины и растворители нужно использовать, пошаговые настройки, советы по выбору материала, факторы стоимости и безопасности, а также сравнение с другими вариантами отделки, которое поможет вам решить, подходит ли эта техника для вашего следующего проекта.

Как работает сглаживание паров при 3D-печати

В герметичной камере растворитель нагревается до превращения в пар. Вентиляторы циркулируют пар, чтобы он равномерно касался каждой поверхности детали. Растворитель на несколько секунд размягчает полимерную оболочку, позволяя поверхностному натяжению перетянуть пики в долины. Когда пар выходит и деталь остывает, внешняя оболочка вновь становится глянцевой.

Исследования показывают, что пары ацетона снижают шероховатость поверхности ABS на 90 % без снижения прочности на разрыв при воздействии не более 15 минут. Аналогичные результаты возможны и для других полимеров при правильном выборе растворителя.

Химия, скрывающаяся за гладкими поверхностями

Каждый пластик растворяется в разных семействах растворителей:

• Ацетон и MEK атакуют стирольные смолы, такие как ABS.
• Диметилформамид (DMF) и Дихлорметан (DCM) смягчают нейлон.
• Этилацетат При повышенной температуре проявляет слабое действие на PLA.

Выбор растворителя чуть ниже температуры стеклования полимера предотвращает глубокое расплавление и обеспечивает точность размеров в пределах ±0,05 мм для большинства деталей.

Оборудование для надежных результатов

Безопасная, повторяющаяся камера для разглаживания паров включает в себя:

• Резервуар высокого давления из нержавеющей стали со встроенными нагревателями
• Резервуар для растворителя и датчик уровня
• Рециркуляционный вентилятор и стенки с дефлекторами для равномерного потока пара
• Активная охлаждающая спираль для быстрого выключения
• Угольный фильтр или скруббер для соблюдения правил выдачи разрешений на выбросы в атмосферу
• Взрывозащищенные элементы управления и аварийный воздухоотводчик в соответствии с NFPA 30

Небольшие лаборатории импровизируют, используя стеклянные банки и плиты, но производственные цеха предпочитают автоматизированные шкафы, в которых регистрируются данные о температуре и экспозиции каждой партии.

Пошаговый рабочий процесс для начинающих пользователей

1. Печатные детали со слоями 0,10-0,20 мм; при меньшей высоте требуется меньше времени на разглаживание.
2. Удалите опорный материал Но избегайте шлифовки - царапины могут затянуться.
3. Подвесные или стеллажные детали поэтому каждое лицо подвергается воздействию пара.
4. Растворитель для загрузки, установка температуры и предварительный нагрев камеры.
5. Выполните тест экспозиции на ломе, чтобы найти глянцевую, но четкую конечную точку.
6. Выключение вспышкиЗатем проверьте под светодиодным светом на наличие тусклых участков; при необходимости выполните повторную обработку.
7. Сушка на воздухе после отверждения Перед покраской, нанесением покрытия или транспортировкой поместите детали в вытяжной шкаф.

Ведение журнала настроек по смоле и геометрии позволяет создать библиотеку быстрых ссылок для будущих работ.

Руководства по конкретным материалам

Детали из ABS и ацетоновые ванны

Автомобильные ободки с высокой степенью воздействия часто нуждаются в блеске. Операторы обнаружили, что ABS сглаживание паров при 58 °C в течение 12 минут устраняет разброс блеска без округления деталей логотипа. Переход на MEK сокращает время цикла, но увеличивает запах, поэтому необходимо использовать вентилируемые кабины. Восстановленный растворитель можно дистиллировать и использовать повторно до десяти циклов, что снижает стоимость финишного покрытия при работе с большими партиями. Сглаживание паров ABS также герметизирует микропустоты, увеличивая сопротивление утечке воздуха, что полезно для корпусов низкого давления. Наконец, обратите внимание, что Сглаживание паров ABS слегка затемняет темно-серые детали; дизайнерам следует протестировать цветовые изменения перед подписанием.

Нейлоновые детали для функциональных прототипов

В результате порошкового плавления получаются прочные, но пористые поверхности, удерживающие краситель и влагу. Нейлон, сглаживающий испарения с ДМФ при 65 °C в течение 20 минут вдвое снижает водопоглощение и уменьшает Ra ниже 5 мкм на шестернях из PA12. Механические испытания показали, что усталостный ресурс увеличился на 25 % благодаря исчезновению зазубрин на нити. Приспособления для аэрокосмической промышленности часто используются сглаживание паров нейлон плюс вакуумное впрыскивание масла PTFE, создающее кожу с низким коэффициентом трения. Магазины должны устанавливать охладители с регенерацией растворителя, поскольку выбросы DMF подпадают под правила EPA HAP. При правильном планировании, паровыравнивающий нейлон Получаются детали, соответствующие по блеску литью под давлением, без дорогостоящей оснастки.

PLA для экологичных прототипов

PLA устойчив ко многим растворителям, однако нагретый этил-ацетат при температуре 75 °C выравнивает гребни менее чем за 15 минут. Сглаживание паров PLA придает медицинским моделям, напечатанным на столе, профессиональный вид и предотвращает появление блуждающих волокон во время стерилизации. Поскольку PLA на биооснове размягчается при температуре около 60 °C, тщательное соблюдение времени предотвращает провисание. Предприятия по производству мебели наносят грунтовку на детали сразу после сглаживание паров PLAПо данным компании, экономия краски составляет 30 процентов. Хотя разрешение на контакт с пищевыми продуктами по-прежнему ограничено, более гладкая поверхность сглаживание паров PLA Чисто моется и демонстрирует лучшую устойчивость к УФ-излучению в тестах на открытом воздухе.

Преимущества и ограничения парового разглаживания

Основные достижения

• Срезает видимые линии слоя, обеспечивая практически литое покрытие
• Уплотняет пористость, улучшая барьер для жидкости и газа
• Повышает ударную прочность хрупких отпечатков за счет округления стартеров трещин.
• Упрощает очистку перед нанесением покрытия или покраской
  

Основные ограничения

• Увеличение размеров на 0,1-0,2 процента может нарушить плотное прилегание
• Некоторые растворители попадают под ограничения OSHA PEL; ацетон - 1000 ppm в течение 8 часов.
• Невозможно отточить мелкий текст; после обработки может потребоваться дополнительная гравировка
• Во многих штатах для работы с паровыми камерами требуется взрывозащищенное оборудование и разрешение на пожарную безопасность
  

Баланс этих моментов гарантирует, что сглаживание паров принесет пользу, а не дополнительную переработку.

Сглаживание паров по сравнению с другими видами постобработки

Когда внешний вид имеет большее значение, чем контроль размера на микронном уровне, паровое разглаживание часто выигрывает по скорости и постоянству.

Правила безопасности и охраны окружающей среды

Согласно OSHA, допустимое 8-часовое воздействие ацетона составляет 1000 ppm, а MEK - 200 ppm. Объекты должны:

• Вентиляция камер для улавливания паров растворителя
• Используйте искробезопасные вентиляторы и датчики в соответствии с NFPA 30
• Контролируйте воздействие на оператора с помощью пробоотборников на бейдже
• Храните бочки в шкафах для легковоспламеняющихся жидкостей
  

В список опасных загрязнителей воздуха EPA добавлен DMF, так что паровыравнивающий нейлон может потребоваться разрешение на выброс в атмосферу. Многие штаты предлагают налоговые льготы на рекуперацию растворителя для систем переработки, которые сокращают выбросы более чем на 70 процентов.

Факторы стоимости и окупаемости инвестиций

Окупаемость часто наступает менее чем через 18 месяцев, когда ежедневный объем превышает 100 деталей.

Тенденции будущего

1. Замкнутый цикл CO₂ туман направлена на разглаживание PLA без использования горючих веществ.
2. Стойки для роботов обеспечивают равномерное обтекание сложных форм, улучшая Сглаживание паров ABS повторяемость.
3. Сенсоры, управляемые искусственным интеллектом регулируйте время и нагрев на ходу для партий нейлона и PLA.
4. Водорастворимые герметики Нанесенные сразу после выравнивания, они могут заменить грунтовки на растворителях, сократив количество летучих органических соединений вдвое.
   

Заключение

Сглаживание паров при 3D-печати предлагает быстрый и надежный путь к готовым к показу деталям без многочасовой шлифовки. Подбирая растворитель, время и температуру, производители Elite Mold полируют отпечатки ABS, нейлона и PLA до качества, близкого к формовочному, запечатывают внутренние поры и повышают прочность деталей. Добавьте к этому правильные средства контроля безопасности и системы рекуперации растворителя, и финишная обработка окупится за сотни работ, обеспечивая соблюдение графика и наилучший внешний вид изделий.

Часто задаваемые вопросы

Изменяет ли сглаживание паров размер детали?
Средний прирост составляет менее 0,15 %. Критические отверстия должны быть замаскированы или рассверлены.

Можно ли разгладить TPU?
ТПУ устойчив к большинству растворителей, но перспективными являются специализированные кетоновые смеси, находящиеся на стадии рассмотрения патента.

Безопасен ли процесс для пищевых продуктов?
Только если растворитель и смола имеют сертификаты FDA. Всегда тщательно промывайте и проводите повторные испытания.

Потускнеют ли цвета?
Темный ABS может слегка потемнеть; нейлон и PLA остаются стабильными, если не передержать.