Як зробити постобробку 3D моделей?

Фотополімерні 3D-принтери здобули широку популярність завдяки високій точності створюваних моделей. Різноманітність матеріалів, доступних для друку, дозволяє виготовляти витончені декоративні об’єкти і функціональні прототипи чи деталі для ремонту. Такої якості складно досягти за допомогою 3D-принтерів, що працюють за технологією FDM. Хоча процес 3D-друку здається простим, постобробка відіграє ключову роль у досягненні професійного вигляду та функціональності виробів. У цій статті розглянуто основні аспекти постобробки 3D-друкованих моделей.

Постобробка 3D моделей від компанії Easy3Dprint

Команда Easy3Dprint, працює в сфері 3D-технологій з 2015 року, надаючи послуги 3D-друку, сканування, моделювання та постобробки в Україні. Наші офіси розташовані в Харкові, Києві та Житомирі, а доставка готових виробів здійснюється по всій країні. Ми пропонуємо комплексний підхід до реалізації проектів, починаючи від консультацій і закінчуючи фінальною обробкою виробів.

Однією з ключових послуг є 3D-сканування, яке дозволяє створювати точні цифрові копії фізичних об’єктів. Ця технологія застосовується для моделювання, прототипування та відтворення складних деталей. 

Крім того, ми спеціалізуємося на постобробці 3D-моделей, що включає кілька етапів для досягнення якісного вигляду виробів. Механічна постобробка передбачає шліфування для згладжування поверхні. Хімічна обробка за допомогою парів розчинника забезпечує гладкість, зберігаючи форму виробу. Ми виконуємо склеювання деталей, надрукованих окремо, для створення цілісних об’єктів без видимих швів. Покраска виробів здійснюється професійними художниками: від ґрунтування до нанесення лаку для захисту поверхні.

Ми надаємо послуги 3D-друку за технологіями FDM, SLA та LCD, використовуючи 46 принтерів і 25 видів пластику та 15 видів фотополімерів. Це дозволяє виготовляти вироби різної складності, від прототипів до декоративних об’єктів. Також ми займаємося 3D-моделюванням, створенням макетів, литтям у силікон та продажем 3D-принтерів, пластику й аксесуарів через наш інтернет-магазин.

Для замовлення послуг або придбання обладнання звертайтеся за телефоном +38 (093) 990-19-73. Наші менеджери проконсультують, розрахують вартість і терміни виконання.

Навіщо потрібна постобробка?

Більшість 3D-друкованих виробів потребують додаткової обробки для досягнення оптимального вигляду та характеристик. Постобробка — це комплекс процедур, спрямованих на вдосконалення поверхні, міцності та естетичних якостей моделі.

Основні цілі постобробки

Постобробка дозволяє усунути недоліки, які з’являються під час друку, та підготувати виріб до використання чи презентації. Вона включає різноманітні техніки, кожна з яких має свою мету.

Ось ключові завдання постобробки:

• Усунення видимих шарів: після друку на поверхні моделі часто залишаються помітні шари та нерівності. Шліфування та полірування допомагають зробити поверхню гладкою та привабливою.
• Підвищення міцності: нанесення спеціальних покриттів чи зміцнювальних матеріалів може значно покращити довговічність виробу.
• Покращення естетики: фарбування або нанесення текстур дозволяє надати моделі бажаного кольору та вигляду.

Крім того, постобробка передбачає видалення допоміжних структур, таких як підтримка чи надлишковий матеріал, а також додавання функціональних елементів для завершення конструкції.

Видалення нерозчинних підтримок

Першим кроком у постобробці складних моделей є видалення підтримуючих структур, які використовуються для стабілізації елементів під час друку. Підтримки бувають двох типів: розчинні та нерозчинні. Їх видалення є обов’язковим, хоча воно не завжди сприяє покращенню якості поверхні.

Нерозчинні підтримки зазвичай виготовляються з того ж матеріалу, що й основна модель, і потребують механічного видалення.

Для якісного виконання цього процесу необхідно мати відповідний інструментарій. Правильно спроектовані підтримки та оптимальна орієнтація моделі під час друку можуть значно зменшити негативний вплив на зовнішній вигляд виробу.

Інструменти:

• Плоскогубці.
• Набір зубних щіток.

Матеріал підтримок видаляється шляхом легкого зусилля. Для очищення важкодоступних місць, таких як отвори чи поглиблення, використовують плоскогубці та зубні щітки.

Переваги:

• Не впливає на геометрію деталі.
• Швидкий процес.

Недоліки:

• Залишає сліди на поверхні.
• Залишки підтримок можуть погіршити точність і естетику.

Завдяки ретельному видаленню підтримок можна підготувати модель до подальшої обробки, уникнувши значних дефектів.

Видалення розчинних підтримок

Розчинні підтримки виготовляються з матеріалів, які розчиняються у відповідних рідинах, що полегшує їх видалення.

Цей метод дозволяє створювати складні геометричні форми, де механічне видалення підтримок неможливе. Однак важливо правильно підібрати розчинник, щоб уникнути пошкодження моделі.

Інструменти:

• Контейнер.
• Розчинник.

Модель занурюють у контейнер із розчинником, наприклад, водою для PVA або сумішшю лимонної кислоти та ізопропілового спирту для HIPS. Процес триває, доки матеріал повністю не розчиниться. Для прискорення можна використовувати ультразвуковий очищувач або теплий розчинник.

Переваги:

• Ідеально для складних форм.
• Забезпечує гладку поверхню в місцях контакту з підтримками.

Недоліки:

• Неправильне використання розчинника може призвести до деформації.
• Можливі сліди або незначні відхилення.

Після розчинення підтримок модель готова до наступних етапів обробки, таких як шліфування чи покриття.

Шліфування поверхні

Шліфування є одним із найпоширеніших методів постобробки, який дозволяє усунути пошарові нерівності та залишки підтримок. Цей процес потребує терпіння та правильного підбору матеріалів, щоб досягти бажаної гладкості поверхні.

Техніка шліфування

Для шліфування використовують наждачний папір із різною зернистістю, поступово переходячи від грубої до тонкої. Правильна техніка шліфування забезпечує гладку поверхню, придатну для подальшого фарбування чи покриття.

Інструменти:

• Наждачний папір (150, 220, 400, 600, 1000, 2000).
• Тканина.
• Зубна щітка.
• Мило.
• Респиратор.

Починають із зернистості 150 для моделей із товщиною шару до 200 мікрон або 100 для грубіших поверхонь. Поступово переходять до зернистості 2000, змочуючи модель водою для зменшення тертя. Після кожного етапу поверхню очищають милом і зубною щіткою, щоб усунути пил.

Переваги:

• Забезпечує виняткову гладкість.
• Полегшує подальшу обробку, наприклад фарбування.

Недоліки:

• Не підходить для тонких моделей із двома або менше шарами.
• Складно обробляти дрібні деталі.

Для досягнення блискучої поверхні можна використовувати наждачний папір із зернистістю до 5000, що додасть моделі професійного вигляду.

Холодна зварка

Холодна зварка використовується для з’єднання частин великих моделей, які друкуються окремо через обмеження розміру принтера.

Процес з’єднання

Для ABS-пластику застосовують ацетон, який хімічно з’єднує деталі, тоді як для PLA використовують спеціальний клей. Цей метод дозволяє створювати великі конструкції, зберігаючи їх функціональність.

Інструменти:

• Ацетон (для ABS).
• Клей (для PLA).

Поверхні, що з’єднуються, змазують ацетоном (для ABS) або клеєм (для PLA) і міцно стискають до висихання. Для міцнішого з’єднання можна додати замкові елементи в конструкцію.

Переваги:

• Ацетон не змінює колір поверхні.
• З’єднання зберігає властивості матеріалу.

Недоліки:

• Менш міцне, ніж цілісна модель.
• Надмірне використання ацетону може пошкодити деталь.

Після з’єднання деталі можна шліфувати або покривати для додаткової обробки.

Заповнення зазорів

Під час друку можуть утворюватися зазори між шарами через технічні проблеми чи неправильні налаштування. Їх заповнення покращує зовнішній вигляд і міцність моделі.

Методи заповнення

Для заповнення зазорів використовують епоксидну смолу, наповнювачі або суспензію ABS із ацетоном. Ці матеріали дозволяють усунути дефекти та підготувати поверхню до подальшої обробки.

Інструменти:

• Епоксидна смола.
• Наповнювач.
• Суспензія ABS і ацетону.

Невеликі зазори заповнюють епоксидною смолою, більші – наповнювачем із подальшим шліфуванням. Для ABS використовують суспензію (1 частина ABS на 2 частини ацетону), яка проникає в порожнини.

Переваги:

• Епоксидна смола легко обробляється.
• Суспензія зберігає колір моделі.

Недоліки:

• Наповнювач може відрізнятися за кольором.
• Потребує додаткового шліфування.

Після заповнення зазорів модель виглядає цілісною і готова до полірування чи фарбування.

Полірування

Полірування додає моделі глянцевого вигляду, подібного до поверхні, отриманої литтям. Цей метод потребує попереднього шліфування для досягнення найкращих результатів.

Техніка полірування

Для полірування використовують спеціальні склади та інструменти, які забезпечують дзеркальну поверхню. Важливо уникати перегріву пластику під час процесу.

Інструменти:

• Полірувальний склад.
• Наждачний папір 2000.
• Тканина.
• Зубна щітка.
• Полірувальний диск.

Після шліфування до зернистості 2000 модель очищають від пилу, сушать і полірують складом, наприклад Blue Rouge, за допомогою мікрофібри або диска.

Переваги:

• Не потребує розчинників.
• Економічний метод.

Недоліки:

• Вимагає ретельного шліфування.
• Поліровану поверхню не можна фарбувати.

Полірування завершує обробку, надаючи моделі професійного вигляду.

Грунтування та фарбування

Грунтування та фарбування дозволяють досягти високої деталізації та відповідності оригіналу. Ці процеси додають моделі естетичної привабливості, але потребують ретельної підготовки. Для якісного результату використовують спеціальні аерозольні грунтовки та фарби.

Правильна техніка нанесення забезпечує рівне покриття без дефектів.

Інструменти:

• Наждачний папір (150, 220, 400, 600).
• Аерозольна грунтовка.
• Фарба.
• Малярна стрічка.

Модель шліфують до зернистості 600, наносять два шари грунтовки з проміжним шліфуванням, а потім фарбують аерозолем або аерографом у кілька шарів.

Переваги:

• Висока деталізація.
• Відповідність оригіналу.

Недоліки:

• Додає об’єм.
• Вимагає якісних матеріалів.

Фарбування завершує обробку, надаючи моделі завершеного вигляду.

Обробка парами розчинника

Обробка парами розчинника дозволяє згладити поверхню ABS-моделей без значних зусиль.Цей метод потребує дотримання техніки безпеки через використання хімічних речовин.

Модель поміщають у герметичний контейнер із розчинником, який створює пари для згладжування поверхні. Важливо контролювати час обробки, щоб уникнути деформації.

Інструменти:

• Герметичний контейнер.
• Розчинник.
• Паперові рушники.

Дно контейнера вистилають рушниками, зволоженими ацетоном, модель розміщують на підкладці та залишають у закритому контейнері. Періодично перевіряють стан.

Переваги:

• Усуває дрібні дефекти.
• Доступні матеріали.

Недоліки:

• Не усуває значні дефекти.
• Знижує міцність моделі.

Після обробки модель сушать, уникаючи контакту, щоб зберегти гладкість.

Погруження в розчинник

Погруження в розчинник є швидшим методом згладжування поверхні, але більш агресивним. Цей метод підходить для ABS і частково для PLA, але потребує обережності.

Модель короткочасно занурюють у розчинник, після чого сушать для уникнення деформації. Правильна техніка дозволяє досягти глянцевої поверхні.

Інструменти:

• Контейнер.
• Розчинник.
• Проволока.

Модель підвішують на проволоку, занурюють у ацетон (для ABS) або MEK (для PLA) на кілька секунд, потім сушать.

Переваги:

• Швидкий процес.
• Менше парів.

Недоліки:

• Ризик деформації.
• Інтенсивний вплив на поверхню.

Після сушіння модель може потребувати додаткової обробки для відновлення кольору.

Покриття епоксидною смолою

Епоксидне покриття додає моделі міцності та естетичного вигляду, приховуючи дрібні дефекти. Цей метод ідеально підходить для моделей, які потребують захисту.

Епоксидну смолу наносять у кілька шарів із проміжним шліфуванням. Правильне змішування компонентів забезпечує якісне покриття.

Інструменти:

• Епоксидна смола.
• Аппликатор.
• Наждачний папір 1000.

Модель очищають, наносять перший шар смоли, сушать, шліфують і повторюють процес. Використовують смоли, такі як XTC-3D.

Переваги:

• Створює міцну оболонку.
• Зберігає вигляд оригіналу.

Недоліки:

• Видимі лінії шару.
• Ризик «об’єднання» деталей.

Епоксидне покриття завершує обробку, надаючи моделі довговічності.

Покриття металом

Металеве покриття додає моделі міцності та естетичної привабливості, але є складним процесом. Цей метод потребує спеціального обладнання та дотримання безпеки.

Гальванізація в домашніх умовах дозволяє покрити модель тонким шаром металу, наприклад міддю. Професійне покриття забезпечує кращі результати, але вимагає звернення до спеціалістів.

Інструменти:

• Розчин для гальванізації.
• Токопровідна фарба.
• Блок живлення.

Модель покривають токопровідною фарбою, під’єднують до блоку живлення як катод, занурюють у розчин і покривають металом при напрузі 1-3 вольти.

Переваги:

• Збільшує міцність.
• Створює привабливу поверхню.

Недоліки:

• Висока вартість обладнання.
• Ризик травм.

Металеве покриття завершує обробку, надаючи моделі унікального вигляду та міцності.

Висновок

Постобробка 3D-друкованих виробів є невід’ємною частиною створення якісних і професійних моделей. Від механічного шліфування до хімічної обробки та фарбування – кожен метод має свої переваги та особливості. Дотримання техніки безпеки та правильний вибір матеріалів дозволяють досягти вражаючих результатів, роблячи 3D-друковані вироби функціональними, міцними та естетично привабливими.

Поширені запитання