Hoewel het grootste deel van het productieproces in de 3D-printer plaatsvindt, waar onderdelen laag voor laag worden opgebouwd, is dat niet het einde van het proces. Nabewerking is een belangrijke stap in de 3D-printworkflow die geprinte componenten omzet in eindproducten. "Nabewerking" is op zichzelf geen specifiek proces, maar eerder een categorie die bestaat uit vele verschillende verwerkingstechnieken en -technieken die kunnen worden toegepast en gecombineerd om te voldoen aan verschillende esthetische en functionele eisen.
Zoals we in dit artikel nader zullen zien, zijn er veel nabewerkings- en oppervlakteafwerkingstechnieken, waaronder basisnabewerking (zoals het verwijderen van dragers), oppervlakte-egalisatie (fysisch en chemisch) en kleurbewerking. Door de verschillende processen te begrijpen die u kunt gebruiken bij 3D-printen, kunt u voldoen aan productspecificaties en -eisen, of u nu een uniforme oppervlaktekwaliteit, specifieke esthetiek of een hogere productiviteit wilt bereiken. Laten we ze eens nader bekijken.
Onder basisnabewerking vallen doorgaans de eerste stappen na het verwijderen en reinigen van het 3D-geprinte onderdeel uit de assemblagebehuizing. Hierbij gaat het onder andere om het verwijderen van de ondersteuning en het gladmaken van het basisoppervlak (ter voorbereiding op grondigere gladmaaktechnieken).
Veel 3D-printprocessen, waaronder Fused Deposition Modeling (FDM), stereolithografie (SLA), Direct Metal Laser Sintering (DMLS) en Carbon Digital Light Synthesis (DLS), vereisen het gebruik van ondersteunende structuren om uitsteeksels, bruggen en kwetsbare structuren te creëren. Bijzonderheid: Hoewel deze structuren nuttig zijn in het printproces, moeten ze worden verwijderd voordat afwerkingstechnieken kunnen worden toegepast.
Het verwijderen van de support kan op verschillende manieren gebeuren, maar de meest voorkomende methode is tegenwoordig handmatig werk, zoals snijden. Bij gebruik van wateroplosbare substraten kan de supportstructuur worden verwijderd door het geprinte object in water onder te dompelen. Er zijn ook gespecialiseerde oplossingen voor het geautomatiseerd verwijderen van onderdelen, met name additieve metaalproductie, waarbij gereedschappen zoals CNC-machines en robots worden gebruikt om de support nauwkeurig te snijden en de toleranties te handhaven.
Een andere eenvoudige nabewerkingsmethode is zandstralen. Dit proces omvat het bespuiten van geprinte onderdelen met deeltjes onder hoge druk. De impact van het spuitmateriaal op het printoppervlak zorgt voor een gladdere, uniformere textuur.
Zandstralen is vaak de eerste stap in het gladmaken van een 3D-geprint oppervlak, omdat het effectief restmateriaal verwijdert en een gelijkmatiger oppervlak creëert dat vervolgens klaar is voor volgende stappen zoals polijsten, verven of beitsen. Het is belangrijk om te weten dat zandstralen geen glanzende of glimmende afwerking oplevert.
Naast standaard zandstralen zijn er andere nabewerkingstechnieken die kunnen worden gebruikt om de gladheid en andere oppervlakte-eigenschappen van geprinte componenten te verbeteren, zoals een matte of glanzende uitstraling. In sommige gevallen kunnen afwerkingstechnieken worden gebruikt om gladheid te bereiken bij gebruik van verschillende bouwmaterialen en printprocessen. In andere gevallen is oppervlaktegladmaken echter alleen geschikt voor bepaalde soorten media of prints. De geometrie van het onderdeel en het printmateriaal zijn de twee belangrijkste factoren bij de keuze voor een van de volgende oppervlaktegladmaakmethoden (allemaal beschikbaar in Xometry Instant Pricing).
Deze nabewerkingsmethode is vergelijkbaar met conventioneel zandstralen, omdat hierbij deeltjes onder hoge druk op de print worden aangebracht. Er is echter een belangrijk verschil: bij zandstralen worden geen deeltjes (zoals zand) gebruikt, maar bolvormige glasparels als medium om de print met hoge snelheid te zandstralen.
De impact van ronde glasparels op het oppervlak van de print zorgt voor een gladder en uniformer oppervlakte-effect. Naast de esthetische voordelen van zandstralen, verhoogt het gladmaken de mechanische sterkte van het onderdeel zonder de grootte ervan te beïnvloeden. Dit komt doordat de bolvormige vorm van glasparels een zeer oppervlakkig effect kan hebben op het oppervlak van het onderdeel.
Tumbling, ook wel zeeftechniek genoemd, is een effectieve oplossing voor de nabewerking van kleine onderdelen. Deze techniek houdt in dat een 3D-print in een trommel wordt geplaatst, samen met kleine stukjes keramiek, kunststof of metaal. De trommel draait of trilt vervolgens, waardoor het vuil langs het geprinte onderdeel schuurt. Zo worden oneffenheden in het oppervlak verwijderd en ontstaat een glad oppervlak.
Trommelen met media is krachtiger dan zandstralen en de oppervlaktegladheid kan worden aangepast afhankelijk van het type materiaal. U kunt bijvoorbeeld media met een lage korrel gebruiken voor een ruwere oppervlaktetextuur, terwijl het gebruik van korrels met een hoge korrelgrootte een gladder oppervlak oplevert. Sommige van de meest gangbare grote afwerksystemen kunnen onderdelen van 400 x 120 x 120 mm of 200 x 200 x 200 mm verwerken. In sommige gevallen, met name bij MJF- of SLS-onderdelen, kan de assemblage met een drager worden gepolijst.
Hoewel alle bovengenoemde smoothing-methoden gebaseerd zijn op fysieke processen, berust stoomsmoothing op een chemische reactie tussen het geprinte materiaal en stoom om een glad oppervlak te creëren. Stoomsmoothing houdt specifiek in dat de 3D-print wordt blootgesteld aan een verdampend oplosmiddel (zoals FA 326) in een afgesloten verwerkingskamer. De stoom hecht zich aan het oppervlak van de print en creëert een gecontroleerde chemische smelt, waardoor eventuele oneffenheden, ribbels en dalen in het oppervlak worden gladgestreken door het gesmolten materiaal te herverdelen.
Het is ook bekend dat stoomgladmaken het oppervlak een meer gepolijste en glanzende afwerking geeft. Het stoomgladmaken is doorgaans duurder dan fysiek gladmaken, maar geniet de voorkeur vanwege de superieure gladheid en glanzende afwerking. Vapor Smoothing is compatibel met de meeste polymeren en elastische 3D-printmaterialen.
Kleuren als extra nabewerking is een geweldige manier om de esthetiek van uw printresultaat te verbeteren. Hoewel 3D-printmaterialen (met name FDM-filamenten) in verschillende kleurvarianten verkrijgbaar zijn, kunt u met toning als nabewerking materialen en printprocessen gebruiken die voldoen aan de productspecificaties en de juiste kleurmatch voor een bepaald materiaal bereiken. Hier zijn de twee meest voorkomende kleurmethoden voor 3D-printen.
Spuitverven is een populaire methode waarbij een spuitbus een laag verf op een 3D-print aanbrengt. Door het 3D-printen te pauzeren, kunt u de verf gelijkmatig over het onderdeel spuiten, zodat het volledige oppervlak bedekt is. (Verf kan ook selectief worden aangebracht met behulp van maskertechnieken.) Deze methode is gebruikelijk voor zowel 3D-geprinte als bewerkte onderdelen en is relatief goedkoop. Er is echter één groot nadeel: omdat de inkt zeer dun wordt aangebracht, wordt de oorspronkelijke kleur van het geprinte materiaal zichtbaar als het geprinte onderdeel bekrast of versleten raakt. Het volgende schaduwproces lost dit probleem op.
In tegenstelling tot spuitverven of kwasten dringt de inkt bij 3D-printen door tot onder het oppervlak. Dit heeft verschillende voordelen. Ten eerste blijven de levendige kleuren intact als de 3D-print versleten of bekrast raakt. De vlek bladdert ook niet af, zoals wel het geval is bij verf. Een ander groot voordeel van verven is dat het de maatnauwkeurigheid van de print niet beïnvloedt: omdat de kleurstof doordringt tot het oppervlak van het model, wordt de dikte niet vergroot en treedt er dus geen detailverlies op. Het specifieke kleurproces is afhankelijk van het 3D-printproces en de gebruikte materialen.
Al deze afwerkingsprocessen zijn mogelijk wanneer u samenwerkt met een productiepartner als Xometry, waardoor u professionele 3D-prints kunt maken die voldoen aan zowel prestatie- als esthetische normen.
Plaatsingstijd: 24-04-2024