Интегратор комплексных решений для аддитивного производства
Современное оборудование Солвер
  • Polyjet
  • Fortus
  • PolyJet
  • PolyJet в стоматологии
  • FDM материалы для жесткого тестирования
img

ПРИМЕНЕНИЕ

img

ПОРТФОЛИО

img

УСЛУГИ

Обзор

Практически любая деталь, напечатанная при помощи 3D-принтера, может быть дополнительно обработана для придания ей гладкой, готовой к окраске поверхности. Однако затраты и время на это могут оказаться чрезмерно высокими, а возможное изменение геометрических размеров обработанного изделия будет неприемлемо для многих применений. Ранее некоторые компании прибегали к использованию непрофессиональных, ручных и плохо контролируемых методов сглаживания поверхностей напечатанных изделий.

Финишная обработка прототипов, оснастки или деталей для конечного использования может осуществляться различными способами, каждый из которых характеризуется временем, затратами и качеством. Самым распространенным методом является шлифовка детали вручную или с помощью электрических инструментов. В целом, это достаточно эффективный метод для деталей средних и крупных размеров. Однако если деталь содержит много мелких элементов или поднутрений внутренних полостей, то в этом случае шлифовка становится достаточно трудоемкой, длительной по времени и дорогой процедурой. Также следует учитывать тот факт, что удаление материала влияет на точность геометрических размеров изделия, которые могут иметь переменное значение в зависимости от каждого специалиста, который работает с деталью.

Между каждой шлифовальной операцией на обрабатываемую деталь рекомендуется наносить грунтовку. Это распространенный метод подготовки детали под покраску. Мастики и грунтовки также позволяют сохранить точность размеров, так как все выемки, свойственные технологиям 3D-печати, заполняются. Следует понимать, что финишная обработка, направленная на подготовку детали к покраске, достаточно затратна. Много времени и средств уходит на покрытие несколькими слоями грунтовки и последующим шлифованием.

Другой метод сглаживания деталей, выполненных из термопластиков — это частичное расплавление внешней поверхности с помощью растворителя. На поверхность деталей могут быть нанесены вещества MEK или ProWeld, или же сами детали могут быть погружены в емкость с нужным материалом. Растворитель разжижает поверхностный слой пластика, заполняя более глубокие области поверхности детали. Дополнительное преимущество растворителей заключается в герметизации пористой поверхности. Однако имеется и ряд недостатков. Небольшие конструктивные элементы могут быть деформированы, некоторые углубления могут оказаться незаполненными, а от случайных капель могут остаться видимые следы. Кроме того, следует учитывать, что время высыхания может быть более длительным, если растворитель испаряется из глубины пористой поверхности.

Применительно к прямому цифровому производству требуется управляемый и эффективный метод финишной обработки, который сводит до минимума время производства и затраты, обеспечивая при этом прочную, функциональную деталь с высокой точностью и высокой детализацией.

FDM и процесс сглаживания

Компания Stratasys для обработки FDM-деталей предлагает использовать станцию финишной обработки со сглаживанием. В результате ее применения можно получать поверхности деталей, необходимые для покраски, гальванизации, и для конечного применения. Станция для сглаживания может обеспечить финишную обработку поверхности с толщиной слоя обработки 32 — 63 мкм.

Станция состоит из двух камер: одна для охлаждения и сушки, другая — непосредственно для сглаживания. Сначала детали помещаются в камеру охлаждения, затем переносятся в камеру для сглаживания на 10–30 сек. Более низкая температура заставляет раствор для сглаживания равномерно распределяться на всех поверхностях детали, сглаживая их. Дайте материалу 15 — 20 минут для высыхания. Если необходимо, слегка зашлифуйте и повторите цикл снова. Шлифовка не является обязательной, однако зачастую дает лучшие результаты. После этого детали помещаются в камеру сушки. Детали высыхают приблизительно через 30 — 45 минут. Тем не менее для достижения оптимальных результатов детали следует высушивать в течение 12 — 18 часов.

Детали, извлеченные из станции для сглаживания, имеют глянцевое покрытие. Если же требуется получить матовое покрытие, то после сглаживания выполняется обработка дробеструйной установкой. Рекомендуется выполнять обработку поверхности с использованием пластикового абразивного материала Polyhard Type III (www.ustechnology.com), который придает детали однородную полуматовую текстуру, аналогичной текстуре литьевых деталей. Этот процесс является щадящим, бесконтактным методом финишной обработки деталей FDM, не влияющим влияние на геометрические размеры.

Данные применения технологии были подтверждены исследованиями, которые проводились в Университете Техаса в Эль-Пасо (UTEP), в центре W.M. Keck Center for 3D Innovation. По словам Франка Медины W.M., директора центра W.M. Keck, процедура сглаживания изменяет деталь не более чем на 0,023 мм. Это позволяет сделать вывод, что изменения размеров после трех циклов процедуры сглаживания являются незначительными. В отдельном исследовании, проведенном в UTEP, руководителем которого являлся Дэвид Испейн и Райан Уикер, группа специалистов определила, что точность размеров остается по существу неизменной несмотря на длительность обработки или количество циклов. Исследовательская группа также определила, что 1 ч. 20 мин. достаточно для полного затвердевания детали после ее извлечения из камеры установки.

Области применения

С выходом станции для сглаживания применение технологии FDM значительно расширилось и может быть использовано от получения окрашенных функциональных образцов до производства готовых товаров. Типичные примеры областей использования:

  1. финишное покрытие деталей путем покраски или гальванизации; 

  2. мастер-модели; 

  3. герметизация деталей для использования с жидкостями; 

  4. термоформование; 

  5. литье под давлением.

Заключение

При использовании станции для финишной обработки и герметизации FDM-деталей компании получают значительную экономию по времени и затратам. Независимо от сложности и количества деталей станция для сглаживания создает готовое к покраске покрытие в течение нескольких часов, при этом требуется менее часа работы.

Станция для сглаживания является управляемым и автоматизированным устройством для осуществления финишной доработки поверхности деталей и наделяет функциональный продукт высоким эстетическим качеством.

Пример сравнения технологий обработки детского сиденья

Процесс Время производства Трудозатраты Затраты на материалы  
Ручная обработка 1,5 дня $240 $15
Сглаживание 2 часа $30 $10
ЭКОНОМИЯ 83% 84%  

Предыдущая страница