من الطباعة إلى المنتج: المعالجة السطحية للطباعة ثلاثية الأبعاد

في حين أن معظم أعمال التصنيع تتم داخل الطابعة ثلاثية الأبعاد حيث يتم بناء الأجزاء طبقة بعد طبقة، فإن هذه ليست نهاية العملية. تعد مرحلة ما بعد المعالجة خطوة مهمة في سير عمل الطباعة ثلاثية الأبعاد والتي تحول المكونات المطبوعة إلى منتجات نهائية. أي أن "ما بعد المعالجة" في حد ذاتها ليست عملية محددة، بل هي فئة تتكون من العديد من تقنيات وتقنيات المعالجة المختلفة التي يمكن تطبيقها ودمجها لتلبية المتطلبات الجمالية والوظيفية المختلفة.

كما سنرى بمزيد من التفصيل في هذه المقالة، هناك العديد من تقنيات ما بعد المعالجة والتشطيب السطحي، بما في ذلك المعالجة اللاحقة الأساسية (مثل إزالة الدعم)، وتنعيم السطح (الفيزيائي والكيميائي)، ومعالجة الألوان. إن فهم العمليات المختلفة التي يمكنك استخدامها في الطباعة ثلاثية الأبعاد سيسمح لك بتلبية مواصفات المنتج ومتطلباته، سواء كان هدفك هو تحقيق جودة سطح موحدة أو جماليات محددة أو زيادة الإنتاجية. دعونا نلقي نظرة فاحصة.

تشير المعالجة اللاحقة الأساسية عادةً إلى الخطوات الأولية بعد إزالة الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد وتنظيفه من غلاف التجميع، بما في ذلك إزالة الدعم وتنعيم السطح الأساسي (استعدادًا لتقنيات تنعيم أكثر شمولاً).

تتطلب العديد من عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك نمذجة الترسيب المنصهر (FDM)، والطباعة الحجرية المجسمة (SLA)، والتلبيد المباشر بالليزر للمعادن (DMLS)، وتوليف الضوء الرقمي الكربوني (DLS)، استخدام هياكل الدعم لإنشاء نتوءات وجسور وهياكل هشة. . . خصوصية. على الرغم من أن هذه الهياكل مفيدة في عملية الطباعة، إلا أنه يجب إزالتها قبل تطبيق تقنيات التشطيب.

يمكن إزالة الدعامة بعدة طرق مختلفة، ولكن العملية الأكثر شيوعًا اليوم تتضمن العمل اليدوي، مثل القطع، لإزالة الدعامة. عند استخدام ركائز قابلة للذوبان في الماء، يمكن إزالة هيكل الدعم عن طريق غمر الكائن المطبوع في الماء. هناك أيضًا حلول متخصصة لإزالة الأجزاء تلقائيًا، وخاصة تصنيع الإضافات المعدنية، والذي يستخدم أدوات مثل آلات CNC والروبوتات لقطع الدعامات بدقة والحفاظ على التفاوتات.

طريقة أساسية أخرى بعد المعالجة هي السفع الرملي. تتضمن العملية رش الأجزاء المطبوعة بالجزيئات تحت ضغط عالٍ. يؤدي تأثير مادة الرش على سطح الطباعة إلى إنشاء ملمس أكثر سلاسة واتساقًا.

غالبًا ما يكون السفع الرملي هو الخطوة الأولى في تنعيم السطح المطبوع ثلاثي الأبعاد لأنه يزيل المواد المتبقية بشكل فعال ويخلق سطحًا أكثر تجانسًا يكون جاهزًا بعد ذلك للخطوات اللاحقة مثل التلميع أو الطلاء أو التلوين. من المهم ملاحظة أن السفع الرملي لا ينتج عنه تشطيب لامع أو لامع.

بالإضافة إلى السفع الرملي الأساسي، هناك تقنيات أخرى لمرحلة ما بعد المعالجة يمكن استخدامها لتحسين النعومة والخصائص السطحية الأخرى للمكونات المطبوعة، مثل المظهر غير اللامع أو اللامع. في بعض الحالات، يمكن استخدام تقنيات التشطيب لتحقيق السلاسة عند استخدام مواد البناء وعمليات الطباعة المختلفة. ومع ذلك، في حالات أخرى، يكون تنعيم السطح مناسبًا فقط لأنواع معينة من الوسائط أو المطبوعات. تعد هندسة الأجزاء ومواد الطباعة من أهم العوامل عند اختيار إحدى طرق تنعيم الأسطح التالية (كلها متوفرة في Xometry Instant Pricing).

تشبه طريقة ما بعد المعالجة طريقة السفع الرملي التقليدية للوسائط من حيث أنها تتضمن وضع جزيئات على الطباعة تحت ضغط عالٍ. ومع ذلك، هناك فرق مهم: لا يستخدم السفع الرملي أي جزيئات (مثل الرمل)، ولكنه يستخدم خرزات زجاجية كروية كوسيلة لسفع الطباعة بالرمل بسرعات عالية.

إن تأثير الخرز الزجاجي المستدير على سطح الطباعة يخلق تأثيرًا سطحيًا أكثر سلاسة واتساقًا. بالإضافة إلى الفوائد الجمالية للسفع الرملي، فإن عملية الصقل تزيد من القوة الميكانيكية للجزء دون التأثير على حجمه. وذلك لأن الشكل الكروي للخرز الزجاجي يمكن أن يكون له تأثير سطحي للغاية على سطح الجزء.

يعد التقليب، المعروف أيضًا باسم الغربلة، حلاً فعالاً للأجزاء الصغيرة بعد المعالجة. تتضمن التقنية وضع طباعة ثلاثية الأبعاد في أسطوانة مع قطع صغيرة من السيراميك أو البلاستيك أو المعدن. بعد ذلك تدور الأسطوانة أو تهتز، مما يتسبب في احتكاك الحطام بالجزء المطبوع، مما يؤدي إلى إزالة أي عدم انتظام في السطح وإنشاء سطح أملس.

إن تقليب الوسائط أقوى من السفع الرملي، ويمكن تعديل نعومة السطح اعتمادًا على نوع المادة المتداعية. على سبيل المثال، يمكنك استخدام وسائط منخفضة الحبيبات لإنشاء سطح أكثر خشونة، في حين أن استخدام رقائق عالية الحبيبات يمكن أن ينتج سطحًا أكثر نعومة. يمكن لبعض أنظمة التشطيب الكبيرة الأكثر شيوعًا التعامل مع أجزاء بحجم 400 × 120 × 120 مم أو 200 × 200 × 200 مم. في بعض الحالات، خاصة مع أجزاء MJF أو SLS، يمكن صقل المجموعة باستخدام حامل.

في حين أن جميع طرق التجانس المذكورة أعلاه تعتمد على العمليات الفيزيائية، فإن التجانس بالبخار يعتمد على تفاعل كيميائي بين المادة المطبوعة والبخار لإنتاج سطح أملس. على وجه التحديد، يتضمن التجانس بالبخار تعريض الطباعة ثلاثية الأبعاد لمذيب متبخر (مثل FA 326) في غرفة معالجة محكمة الغلق. يلتصق البخار بسطح الطباعة ويخلق ذوبانًا كيميائيًا خاضعًا للرقابة، مما يعمل على تنعيم أي عيوب سطحية وحواف ووديان عن طريق إعادة توزيع المادة المنصهرة.

ومن المعروف أيضًا أن التنعيم بالبخار يمنح السطح مظهرًا أكثر مصقولًا ولامعًا. عادةً ما تكون عملية التنعيم بالبخار أكثر تكلفة من التنعيم الجسدي، ولكنها مفضلة نظرًا لنعومتها الفائقة ولمعانها اللامع. يتوافق Vapor Smoothing مع معظم البوليمرات ومواد الطباعة المرنة ثلاثية الأبعاد.

يعد التلوين كخطوة إضافية لمرحلة ما بعد المعالجة طريقة رائعة لتحسين جماليات مخرجاتك المطبوعة. على الرغم من أن مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد (خاصة خيوط FDM) تأتي في مجموعة متنوعة من خيارات الألوان، إلا أن التنغيم كعملية لاحقة يسمح لك باستخدام المواد وعمليات الطباعة التي تلبي مواصفات المنتج وتحقق مطابقة اللون الصحيحة لمادة معينة. منتج. فيما يلي طريقتان التلوين الأكثر شيوعًا للطباعة ثلاثية الأبعاد.

يعد الطلاء بالرش طريقة شائعة تتضمن استخدام بخاخ الأيروسول لتطبيق طبقة من الطلاء على الطباعة ثلاثية الأبعاد. من خلال إيقاف الطباعة ثلاثية الأبعاد مؤقتًا، يمكنك رش الطلاء بالتساوي على الجزء، مما يغطي سطحه بالكامل. (يمكن أيضًا تطبيق الطلاء بشكل انتقائي باستخدام تقنيات التقنيع.) هذه الطريقة شائعة لكل من الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد والأجزاء المصنعة آليًا وهي غير مكلفة نسبيًا. ومع ذلك، فإن لها عيبًا رئيسيًا واحدًا: بما أن الحبر يتم تطبيقه بشكل رقيق جدًا، إذا تم خدش الجزء المطبوع أو اهتراء، فسيصبح اللون الأصلي للمادة المطبوعة مرئيًا. عملية التظليل التالية تحل هذه المشكلة.

على عكس الطلاء بالرش أو الفرشاة، يخترق الحبر الموجود في الطباعة ثلاثية الأبعاد السطح. وهذا له العديد من المزايا. أولاً، إذا أصبحت الطباعة ثلاثية الأبعاد متآكلة أو مخدوشة، فستظل ألوانها النابضة بالحياة سليمة. كما أن البقعة لا تتقشر، وهو ما يفعله الطلاء عادةً. ميزة أخرى كبيرة للصباغة هي أنها لا تؤثر على دقة أبعاد الطباعة: بما أن الصبغة تخترق سطح النموذج، فإنها لا تضيف سمكًا وبالتالي لا تؤدي إلى فقدان التفاصيل. تعتمد عملية التلوين المحددة على عملية الطباعة والمواد ثلاثية الأبعاد.

كل عمليات التشطيب هذه ممكنة عند العمل مع شريك تصنيع مثل Xometry، مما يسمح لك بإنشاء مطبوعات ثلاثية الأبعاد احترافية تلبي معايير الأداء والجمالية.