Während der Großteil der Fertigungsarbeit im 3D-Drucker erledigt wird, indem die Teile Schicht für Schicht aufgebaut werden, ist der Prozess damit noch nicht abgeschlossen. Die Nachbearbeitung ist ein wichtiger Schritt im 3D-Druck-Workflow, der aus gedruckten Bauteilen fertige Produkte macht. Das heißt, dass es sich bei der „Nachbearbeitung“ selbst nicht um einen bestimmten Prozess handelt, sondern vielmehr um eine Kategorie, die aus vielen verschiedenen Bearbeitungstechniken und -techniken besteht, die angewendet und kombiniert werden können, um unterschiedliche ästhetische und funktionale Anforderungen zu erfüllen.
Wie wir in diesem Artikel ausführlicher sehen werden, gibt es viele Nachbearbeitungs- und Oberflächenveredelungstechniken, einschließlich grundlegender Nachbearbeitung (z. B. Entfernen des Stützmaterials), Oberflächenglättung (physikalisch und chemisch) und Farbbearbeitung. Wenn Sie die verschiedenen Prozesse verstehen, die Sie beim 3D-Druck verwenden können, können Sie Produktspezifikationen und -anforderungen erfüllen, unabhängig davon, ob Sie eine gleichmäßige Oberflächenqualität, eine bestimmte Ästhetik oder eine höhere Produktivität erreichen möchten. Schauen wir genauer hin.
Die grundlegende Nachbearbeitung bezieht sich in der Regel auf die ersten Schritte nach dem Entfernen und Reinigen des 3D-gedruckten Teils aus der Baugruppenhülle, einschließlich der Entfernung der Stützen und der grundlegenden Oberflächenglättung (als Vorbereitung für gründlichere Glättungstechniken).
Viele 3D-Druckverfahren, darunter Fused Deposition Modeling (FDM), Stereolithographie (SLA), Direct Metal Laser Sintering (DMLS) und Carbon Digital Light Synthesis (DLS), erfordern den Einsatz von Stützstrukturen, um Vorsprünge, Brücken und fragile Strukturen zu erzeugen . . Besonderheit. Obwohl diese Strukturen im Druckprozess nützlich sind, müssen sie entfernt werden, bevor Endbearbeitungstechniken angewendet werden können.
Das Entfernen der Stütze kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, der häufigste Vorgang ist heutzutage jedoch manuelle Arbeit, wie etwa Schneiden, um die Stütze zu entfernen. Bei der Verwendung wasserlöslicher Substrate kann die Stützstruktur durch Eintauchen des Druckobjekts in Wasser entfernt werden. Es gibt auch spezielle Lösungen für die automatisierte Teileentfernung, insbesondere die additive Metallfertigung, bei der Werkzeuge wie CNC-Maschinen und Roboter zum präzisen Schneiden von Trägern und zum Einhalten von Toleranzen eingesetzt werden.
Eine weitere grundlegende Nachbearbeitungsmethode ist das Sandstrahlen. Dabei werden gedruckte Teile unter hohem Druck mit Partikeln besprüht. Durch den Aufprall des Sprühmaterials auf die Druckoberfläche entsteht eine glattere, gleichmäßigere Textur.
Sandstrahlen ist oft der erste Schritt beim Glätten einer 3D-gedruckten Oberfläche, da es Restmaterial effektiv entfernt und eine gleichmäßigere Oberfläche schafft, die dann für nachfolgende Schritte wie Polieren, Lackieren oder Beizen bereit ist. Es ist wichtig zu beachten, dass Sandstrahlen keine glänzende Oberfläche erzeugt.
Über das einfache Sandstrahlen hinaus gibt es weitere Nachbearbeitungstechniken, mit denen sich die Glätte und andere Oberflächeneigenschaften gedruckter Bauteile verbessern lassen, beispielsweise ein mattes oder glänzendes Erscheinungsbild. In einigen Fällen können Veredelungstechniken eingesetzt werden, um bei der Verwendung unterschiedlicher Baumaterialien und Druckverfahren Glätte zu erzielen. In anderen Fällen eignet sich die Oberflächenglättung jedoch nur für bestimmte Medienarten oder Drucke. Teilegeometrie und Druckmaterial sind die beiden wichtigsten Faktoren bei der Auswahl einer der folgenden Oberflächenglättungsmethoden (alle in Xometry Instant Pricing verfügbar).
Diese Nachbearbeitungsmethode ähnelt dem herkömmlichen Sandstrahlen von Medien, da dabei Partikel unter hohem Druck auf den Druck aufgetragen werden. Es gibt jedoch einen wichtigen Unterschied: Beim Sandstrahlen werden keine Partikel (z. B. Sand) verwendet, sondern kugelförmige Glasperlen als Medium, um den Druck mit hoher Geschwindigkeit zu sandstrahlen.
Durch den Aufprall runder Glasperlen auf die Oberfläche des Drucks entsteht ein glatterer und gleichmäßigerer Oberflächeneffekt. Zusätzlich zu den ästhetischen Vorteilen des Sandstrahlens erhöht der Glättungsprozess die mechanische Festigkeit des Teils, ohne seine Größe zu beeinträchtigen. Dies liegt daran, dass die Kugelform von Glasperlen eine sehr oberflächliche Wirkung auf die Oberfläche des Teils haben kann.
Das Taumeln, auch Sieben genannt, ist eine effektive Lösung zur Nachbearbeitung von Kleinteilen. Bei dieser Technologie wird ein 3D-Druck zusammen mit kleinen Keramik-, Kunststoff- oder Metallstücken in eine Trommel gelegt. Die Trommel dreht oder vibriert dann, wodurch die Rückstände am bedruckten Teil reiben, wodurch alle Oberflächenunregelmäßigkeiten beseitigt werden und eine glatte Oberfläche entsteht.
Das Trommeln von Medien ist leistungsfähiger als Sandstrahlen und die Oberflächenglätte kann je nach Art des Trommelmaterials angepasst werden. Beispielsweise können Sie durch die Verwendung von Schleifmitteln mit geringer Körnung eine rauere Oberflächenstruktur erzielen, während die Verwendung von Spänen mit hoher Körnung eine glattere Oberfläche erzeugen kann. Einige der gängigsten großen Endbearbeitungssysteme können Teile mit den Maßen 400 x 120 x 120 mm oder 200 x 200 x 200 mm verarbeiten. In manchen Fällen, insbesondere bei MJF- oder SLS-Teilen, kann die Baugruppe mit einem Trägergerät trommelpoliert werden.
Während alle oben genannten Glättungsmethoden auf physikalischen Prozessen basieren, beruht die Dampfglättung auf einer chemischen Reaktion zwischen dem bedruckten Material und Dampf, um eine glatte Oberfläche zu erzeugen. Konkret geht es bei der Dampfglättung darum, den 3D-Druck in einer versiegelten Verarbeitungskammer einem verdunstenden Lösungsmittel (z. B. FA 326) auszusetzen. Der Dampf haftet an der Oberfläche des Drucks und erzeugt eine kontrollierte chemische Schmelze, die alle Oberflächenfehler, Grate und Täler durch Neuverteilung des geschmolzenen Materials glättet.
Es ist auch bekannt, dass das Glätten mit Dampf der Oberfläche ein polierteres und glänzenderes Finish verleiht. Typischerweise ist das Dampfglättverfahren teurer als das physikalische Glätten, wird jedoch aufgrund seiner überlegenen Glätte und glänzenden Oberfläche bevorzugt. Vapor Smoothing ist mit den meisten Polymeren und Elastomermaterialien für den 3D-Druck kompatibel.
Das Färben als zusätzlicher Nachbearbeitungsschritt ist eine großartige Möglichkeit, die Ästhetik Ihrer Druckausgabe zu verbessern. Obwohl 3D-Druckmaterialien (insbesondere FDM-Filamente) in einer Vielzahl von Farboptionen erhältlich sind, können Sie durch Tonen als Nachbearbeitung Materialien und Druckverfahren verwenden, die den Produktspezifikationen entsprechen und die richtige Farbübereinstimmung für ein bestimmtes Material erzielen. Produkt. Hier sind die beiden gängigsten Färbemethoden für den 3D-Druck.
Sprühlackieren ist eine beliebte Methode, bei der mit einem Aerosolsprühgerät eine Farbschicht auf einen 3D-Druck aufgetragen wird. Indem Sie den 3D-Druck pausieren, können Sie Farbe gleichmäßig auf das Teil sprühen und dessen gesamte Oberfläche bedecken. (Farbe kann auch punktuell mithilfe von Maskierungstechniken aufgetragen werden.) Diese Methode ist sowohl für 3D-gedruckte als auch für bearbeitete Teile üblich und relativ kostengünstig. Es hat jedoch einen großen Nachteil: Da die Tinte sehr dünn aufgetragen wird, wird bei Kratzern oder Abnutzung des Druckteils die ursprüngliche Farbe des Druckmaterials sichtbar. Der folgende Schattierungsprozess löst dieses Problem.
Anders als beim Sprühen oder Pinseln dringt die Tinte beim 3D-Druck unter die Oberfläche ein. Dies hat mehrere Vorteile. Erstens: Wenn der 3D-Druck abgenutzt oder zerkratzt ist, bleiben seine leuchtenden Farben erhalten. Der Fleck löst sich auch nicht ab, was bei Farben bekanntermaßen der Fall ist. Ein weiterer großer Vorteil des Färbens besteht darin, dass es die Maßgenauigkeit des Drucks nicht beeinträchtigt: Da die Farbe in die Oberfläche des Modells eindringt, erhöht sie nicht die Dicke und führt somit nicht zu Detailverlusten. Der konkrete Färbeprozess hängt vom 3D-Druckverfahren und den Materialien ab.
Alle diese Veredelungsprozesse sind möglich, wenn Sie mit einem Fertigungspartner wie Xometry zusammenarbeiten, sodass Sie professionelle 3D-Drucke erstellen können, die sowohl Leistungs- als auch Ästhetikstandards erfüllen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. April 2024