จากการพิมพ์สู่ผลิตภัณฑ์: การรักษาพื้นผิวสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ

แม้ว่างานการผลิตส่วนใหญ่จะเสร็จสิ้นภายในเครื่องพิมพ์ 3D เนื่องจากชิ้นส่วนต่างๆ ถูกสร้างขึ้นทีละชั้น แต่นั่นไม่ใช่จุดสิ้นสุดของกระบวนการ กระบวนการหลังการประมวลผลเป็นขั้นตอนสำคัญในเวิร์กโฟลว์การพิมพ์ 3 มิติที่เปลี่ยนส่วนประกอบที่พิมพ์เป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป กล่าวคือ “กระบวนการหลังการประมวลผล” นั้นไม่ใช่กระบวนการเฉพาะ แต่เป็นหมวดหมู่ที่ประกอบด้วยเทคนิคและเทคนิคการประมวลผลที่แตกต่างกันมากมาย ซึ่งสามารถนำไปใช้และผสมผสานกันเพื่อตอบสนองความต้องการด้านสุนทรียภาพและการใช้งานที่แตกต่างกัน

ดังที่เราจะดูรายละเอียดเพิ่มเติมในบทความนี้ มีเทคนิคหลังการประมวลผลและการตกแต่งพื้นผิวมากมาย รวมถึงขั้นตอนหลังการประมวลผลขั้นพื้นฐาน (เช่น การเอาส่วนรองรับออก) การปรับพื้นผิวให้เรียบ (ทางกายภาพและเคมี) และการประมวลผลสี การทำความเข้าใจกระบวนการต่างๆ ที่คุณสามารถใช้ได้ในการพิมพ์ 3 มิติจะช่วยให้คุณปฏิบัติตามข้อกำหนดและข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ ไม่ว่าเป้าหมายของคุณคือการได้รับคุณภาพพื้นผิวที่สม่ำเสมอ ความสวยงามเฉพาะเจาะจง หรือผลผลิตที่เพิ่มขึ้น มาดูกันดีกว่า

โดยทั่วไปขั้นตอนหลังการประมวลผลขั้นพื้นฐานหมายถึงขั้นตอนเริ่มต้นหลังจากการถอดและทำความสะอาดชิ้นส่วนที่พิมพ์แบบ 3 มิติออกจากเปลือกประกอบ รวมถึงการถอดส่วนรองรับและการปรับพื้นผิวให้เรียบขั้นพื้นฐาน (เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับเทคนิคการปรับให้เรียบอย่างละเอียดมากขึ้น)

กระบวนการพิมพ์ 3D จำนวนมาก รวมถึงการสร้างแบบจำลองการสะสมหลอมละลาย (FDM), การพิมพ์หินสามมิติ (SLA), การเผาผนึกด้วยเลเซอร์โลหะโดยตรง (DMLS) และการสังเคราะห์แสงคาร์บอนดิจิทัล (DLS) จำเป็นต้องใช้โครงสร้างรองรับเพื่อสร้างส่วนที่ยื่นออกมา สะพาน และโครงสร้างที่เปราะบาง . - ลักษณะเฉพาะ แม้ว่าโครงสร้างเหล่านี้จะมีประโยชน์ในกระบวนการพิมพ์ แต่จะต้องถอดออกก่อนจึงจะสามารถใช้เทคนิคการตกแต่งขั้นสุดท้ายได้

การถอดส่วนรองรับสามารถทำได้หลายวิธี แต่กระบวนการที่พบบ่อยที่สุดในปัจจุบันคือการทำงานด้วยตนเอง เช่น การตัด เพื่อถอดส่วนรองรับ เมื่อใช้วัสดุพิมพ์ที่ละลายน้ำได้ โครงสร้างรองรับสามารถถอดออกได้โดยการจุ่มวัตถุที่พิมพ์ลงในน้ำ นอกจากนี้ยังมีโซลูชันเฉพาะทางสำหรับการถอดชิ้นส่วนโดยอัตโนมัติ โดยเฉพาะการผลิตสารเติมเนื้อโลหะ ซึ่งใช้เครื่องมือ เช่น เครื่องจักร CNC และหุ่นยนต์ เพื่อตัดส่วนรองรับอย่างแม่นยำและรักษาพิกัดความเผื่อไว้

วิธีการหลังการประมวลผลขั้นพื้นฐานอีกวิธีหนึ่งคือการพ่นทราย กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการพ่นชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วยอนุภาคภายใต้แรงดันสูง ผลกระทบของวัสดุสเปรย์บนพื้นผิวการพิมพ์ทำให้ได้พื้นผิวที่เรียบเนียนและสม่ำเสมอยิ่งขึ้น

การพ่นทรายมักเป็นขั้นตอนแรกในการทำให้พื้นผิวที่พิมพ์ด้วย 3D เรียบ เนื่องจากจะช่วยขจัดวัสดุที่ตกค้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสร้างพื้นผิวที่สม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งจากนั้นจะพร้อมสำหรับขั้นตอนต่อไป เช่น การขัดเงา การทาสี หรือการย้อมสี สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าการพ่นทรายไม่ได้ทำให้พื้นผิวมันเงาหรือมันเงา

นอกเหนือจากการพ่นทรายขั้นพื้นฐานแล้ว ยังมีเทคนิคหลังการประมวลผลอื่นๆ ที่สามารถใช้เพื่อปรับปรุงความเรียบและคุณสมบัติพื้นผิวอื่นๆ ของส่วนประกอบที่พิมพ์ เช่น ลักษณะด้านหรือมันเงา ในบางกรณี สามารถใช้เทคนิคการตกแต่งขั้นสุดท้ายเพื่อให้ได้ความเรียบเนียนเมื่อใช้วัสดุก่อสร้างและกระบวนการพิมพ์ที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ในกรณีอื่นๆ การปรับพื้นผิวให้เรียบจะเหมาะกับสื่อหรืองานพิมพ์บางประเภทเท่านั้น รูปทรงของชิ้นส่วนและวัสดุการพิมพ์เป็นสองปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการเลือกวิธีการปรับพื้นผิวให้เรียบวิธีใดวิธีหนึ่งต่อไปนี้ (ทั้งหมดมีอยู่ใน Xometry Instant Pricing)

วิธีการหลังการประมวลผลนี้คล้ายกับการพ่นทรายด้วยสื่อทั่วไป โดยเกี่ยวข้องกับการใส่อนุภาคลงบนงานพิมพ์ภายใต้แรงดันสูง อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างที่สำคัญ: การพ่นทรายไม่ได้ใช้อนุภาคใดๆ (เช่น ทราย) แต่ใช้เม็ดแก้วทรงกลมเป็นสื่อกลางในการพ่นทรายในการพิมพ์ด้วยความเร็วสูง

การกระแทกของเม็ดแก้วทรงกลมบนพื้นผิวของงานพิมพ์ทำให้ได้พื้นผิวที่เรียบเนียนและสม่ำเสมอมากขึ้น นอกเหนือจากประโยชน์ด้านสุนทรียศาสตร์ของการพ่นทรายแล้ว กระบวนการทำให้เรียบยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของชิ้นส่วนโดยไม่กระทบต่อขนาดของชิ้นส่วน เนื่องจากรูปร่างทรงกลมของเม็ดแก้วสามารถมีผลกระทบแบบผิวเผินมากบนพื้นผิวของชิ้นส่วน

ไม้ลอยหรือที่เรียกว่าการคัดกรองเป็นโซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กหลังการประมวลผล เทคโนโลยีนี้เกี่ยวข้องกับการวางการพิมพ์ 3 มิติลงในถังซักพร้อมกับเซรามิก พลาสติก หรือโลหะชิ้นเล็กๆ จากนั้นดรัมจะหมุนหรือสั่นสะเทือน ทำให้เศษเสียดสีกับชิ้นส่วนที่พิมพ์ ขจัดความผิดปกติของพื้นผิว และสร้างพื้นผิวเรียบ

การกลิ้งของสื่อมีพลังมากกว่าการพ่นทราย และสามารถปรับความเรียบของพื้นผิวได้ขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุที่กลิ้ง ตัวอย่างเช่น คุณสามารถใช้สื่อที่มีเกรนต่ำเพื่อสร้างพื้นผิวที่หยาบยิ่งขึ้น ในขณะที่การใช้เศษที่มีกรวดสูงจะทำให้พื้นผิวเรียบขึ้น ระบบการเก็บผิวละเอียดขนาดใหญ่ทั่วไปบางระบบสามารถรองรับชิ้นส่วนขนาด 400 x 120 x 120 มม. หรือ 200 x 200 x 200 มม. ในบางกรณี โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับชิ้นส่วน MJF หรือ SLS การประกอบสามารถขัดด้วยเครื่องพาหะได้

แม้ว่าวิธีการทำให้เรียบทั้งหมดข้างต้นจะขึ้นอยู่กับกระบวนการทางกายภาพ แต่การทำให้เรียบด้วยไอน้ำนั้นอาศัยปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างวัสดุที่พิมพ์กับไอน้ำเพื่อสร้างพื้นผิวที่เรียบ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การปรับให้เรียบด้วยไอน้ำเกี่ยวข้องกับการทำให้การพิมพ์ 3D สัมผัสกับตัวทำละลายที่ระเหย (เช่น FA 326) ในห้องประมวลผลที่ปิดสนิท ไอน้ำจะเกาะติดกับพื้นผิวของงานพิมพ์และสร้างสารเคมีหลอมละลายที่ได้รับการควบคุม เพื่อทำให้พื้นผิวที่ไม่สมบูรณ์ สันและหุบเขาต่างๆ เรียบขึ้นโดยการกระจายวัสดุที่หลอมละลายอีกครั้ง

การทำให้เรียบด้วยไอน้ำเป็นที่รู้จักกันว่าทำให้พื้นผิวมีความเงางามและเงางามมากขึ้น โดยทั่วไปแล้ว กระบวนการปรับให้เรียบด้วยไอน้ำมีราคาแพงกว่าการปรับให้เรียบทางกายภาพ แต่เป็นที่ต้องการมากกว่าเนื่องจากมีความเรียบเนียนและเคลือบเงาที่เหนือกว่า Vapour Smoothing เข้ากันได้กับโพลีเมอร์และวัสดุการพิมพ์ 3 มิติแบบอีลาสโตเมอร์ส่วนใหญ่

การระบายสีเป็นขั้นตอนเพิ่มเติมหลังการประมวลผลเป็นวิธีที่ดีในการเพิ่มความสวยงามให้กับงานพิมพ์ของคุณ แม้ว่าวัสดุการพิมพ์ 3 มิติ (โดยเฉพาะเส้นใย FDM) จะมีตัวเลือกสีให้เลือกหลากหลาย แต่การปรับสีในขั้นตอนหลังทำให้คุณสามารถใช้วัสดุและกระบวนการพิมพ์ที่ตรงตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ และได้การจับคู่สีที่ถูกต้องสำหรับวัสดุที่กำหนด ผลิตภัณฑ์. ต่อไปนี้เป็นวิธีการระบายสีที่ใช้กันทั่วไปสองวิธีสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ

การพ่นสีเป็นวิธีการยอดนิยมที่เกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องพ่นสเปรย์เพื่อลงสีเป็นชั้นในการพิมพ์ 3 มิติ ด้วยการหยุดการพิมพ์ 3D ชั่วคราว คุณสามารถพ่นสีให้ทั่วชิ้นส่วนอย่างเท่าเทียมกัน โดยครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมด (สามารถเลือกทาสีโดยใช้เทคนิคการมาสก์ได้) วิธีการนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับทั้งชิ้นส่วนที่พิมพ์แบบ 3 มิติและชิ้นส่วนเครื่องจักร และมีราคาไม่แพงนัก อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียเปรียบที่สำคัญประการหนึ่ง: เนื่องจากหมึกถูกทาบางมาก หากส่วนที่พิมพ์มีรอยขีดข่วนหรือสึกหรอ สีเดิมของวัสดุที่พิมพ์จะมองเห็นได้ กระบวนการแรเงาต่อไปนี้ช่วยแก้ปัญหานี้ได้

แตกต่างจากการพ่นสีหรือการแปรง หมึกในการพิมพ์ 3 มิติสามารถแทรกซึมเข้าไปใต้พื้นผิวได้ สิ่งนี้มีข้อดีหลายประการ ประการแรก หากการพิมพ์ 3 มิติชำรุดหรือมีรอยขีดข่วน สีสันสดใสของงานพิมพ์จะยังคงเดิม คราบก็ไม่หลุดลอก ซึ่งเป็นสิ่งที่ทราบกันดีว่าสีทา ข้อดีที่สำคัญอีกประการหนึ่งของการย้อมสีก็คือ ไม่ส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของมิติของการพิมพ์ เนื่องจากสีย้อมจะแทรกซึมเข้าไปในพื้นผิวของแบบจำลอง จึงไม่เพิ่มความหนา จึงไม่ส่งผลให้สูญเสียรายละเอียด กระบวนการลงสีเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการและวัสดุการพิมพ์ 3 มิติ

กระบวนการตกแต่งขั้นสุดท้ายทั้งหมดนี้เป็นไปได้เมื่อทำงานร่วมกับพันธมิตรด้านการผลิตอย่าง Xometry ซึ่งช่วยให้คุณสร้างงานพิมพ์ 3 มิติระดับมืออาชีพที่ตรงตามมาตรฐานด้านประสิทธิภาพและความสวยงาม