Nachbearbeitung für FDM-Teile

Jack Lüge Experte für CNC-Bearbeitung

Auf etwas spezialisiert sein CNC-Fräsen, CNC-Drehen, 3d Drucken, Urethanguss, und Blechbearbeitung Dienstleistungen.


FDM eignet sich am besten für kostengünstige Prototypen mit kurzer Vorlaufzeit. Da Schichtlinien auf FDM-Teilen immer vorhanden sind, wird eine Nachbearbeitung angewendet, um eine glatte Oberfläche zu erhalten. Dieser Prozess kann auch die Festigkeit erhöhen und das anisotrope Verhalten von FDM-Teilen abschwächen. Wir werden die allgemeine FDM-Nachbearbeitung wie folgt zusammenfassen:

NachbearbeitungFertigToleranzGeschwindigkeitAngewandter Bereich
Entfernung der StänderstützeNiedrigNiedrigHochALLE FDM-Thermoplaste
Dis-lösliche Support-EntfernungMittelNiedrigHochALLE FDM-Thermoplaste
SchleifenHochMittelNiedrigAlle FDM-Thermoplaste
KaltschweißenNiedrigNiedrigHochAbs
Eine Lücke stopfenNiedrigMittelMittelAlle FDM-Thermoplaste
PolierenHochMittelNiedrigAlle FDM-Thermoplaste
Grundierung & LackierungHochMittelNiedrigAlle FDM-Thermoplaste
EintauchenHochNiedrigHochABS oder PLA
Epoxid-BeschichtungHochNiedrigHochAlle FDM-Thermoplaste
MetallbeschichtungHochMittelHochAlle FDM-Thermoplaste

Support-Entfernung

Entfernen der Unterstützung ist der erste Schritt der Nachbearbeitung in FDM, dieser Prozess kann in 2 Kategorien unterteilt werden, Standard und auflösbar. Es ist eine zwingende Anforderung ohne Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit.

Standard-Stützentfernung

Werkzeugsatz: Spitzzange, Zahnstocher-Set.

Prozess: Die meisten Stützmaterialien können leicht von FDM-Teilen entfernt werden, für schwer zugängliche Merkmale werden Zahnstocher und Nadelnase verwendet, um sie zu erreichen. Die richtige Ausrichtung und gut stützende Strukturen können die ästhetische Wirkung der Stütze stark reduzieren.

Entfernen der UnterstützungVorteilNachteil
StandardVerändern Sie niemals Gesamtgeometrien

Sehr schnell
Ebenenlinien, Schlieren oder Flecken können nicht entfernt werden

Beeinflussen Sie die Ästhetik der Teile, wenn Sie überschüssige Materialien oder Spuren hinterlassen

Dis-lösliche Support-Entfernung

Werkzeugsatz: lösungsmittelsicherer Behälter, Lösungsmittel, Ultraschallreiniger.

Prozess: FDM-Teile werden in ein Bad mit geeignetem Lösungsmittel gelegt, bis sich das Trägermaterial auflöst. Die Stützstruktur ist in HIPS mit ABS assoziiert, PVA mit PLA assoziiert, Hydro-Fill mit ABS und PLA assoziiert. Zum Auflösen in Wasser eignen sich alle nicht porösen Behälter. Bei HIPS/ABS-Teilen sorgt ein 1:1-Verhältnis von Limonen und Isopropylalkohol für eine schnelle Entfernung der Stützstrukturen. Denn PVA oder Hydro-Hill lassen sich einfach in klarem Wasser auflösen.

Ultraschallreiniger können das Auflösen von löslichen Stützmaterialien beschleunigen, sobald sie mit gelösten Stützmaterialien gesättigt sind, ändern Sie die Lösungsmittellösung. Wenn kein Ultraschallreiniger verfügbar ist, beschleunigt auch warmes Lösungsmittel die Auflösungszeit.

Entfernen der UnterstützungVorteilNachteil
Dis-lösliche Support-EntfernungFür komplexe Geometrien

Glatte Oberfläche im Stützkontaktbereich
Unsachgemäßes Auflösen führt zu Auslaugen und Verziehen

Ebenenlinien, Schlieren oder Flecken können nicht entfernt werden

Dies führt zu kleinen Vertiefungen oder Löchern, sobald lösliche Materialien auf FDM-Teile austreten

Schleifen

Werkzeugsatz: Schleifpapier mit 150er, 220er, 400er, 600er, 1000er und 2000er Körnung, Putzlappen, Zahnbürste, Seife, Gesichtsmaske.

Prozess: Nachdem Stützstrukturen entfernt oder aufgelöst wurden, kann ein Schleifprozess verwendet werden, um die Oberfläche der Teile zu glätten und offensichtliche Fehler wie Flecken oder Markierungen zu entfernen. Der erste Schliff der Schleifpapierkörnung ist abhängig von Schichthöhe und Druckqualität. Für eine Schichthöhe von 200 Mikron oder weniger wird eine Körnung von 150 empfohlen. Für eine Schichthöhe von 300 Mikron oder mehr wird eine Körnung von 100 empfohlen.

Wir empfehlen, FDM-Teile von Anfang bis Ende nass zu schleifen, um Reibung und Hitzestau durch Teileschäden zu vermeiden. Die Teile sollten mit einer Zahnbürste und Seifenwasser gereinigt werden.

OberflächenveredelungenVorteilNachteil
SchleifenExtrem glatte Oberfläche

Gute Vorbereitung zum Lackieren, Polieren, Epoxidbeschichtung
Nicht geeignet für Teile mit 2 oder weniger Umfangsschalen

Schwierig für komplizierte Oberflächen

Beeinflusst die Gesamtgenauigkeit

Kaltschweißen

Werkzeugsatz: Aceton, Schaumapplikator

Prozess: Sobald das Teilevolumen das maximale Volumen des Druckers überschreitet, trennen wir das Design immer in kleine Abschnitte und setzen es nach dem Drucken zusammen. Für PLA oder andere Materialien können Bond-O oder geeignete Klebstoffe für die Montage verwendet werden. Bei ABS kann Acetonschweißen verwendet werden, um mehrteilige Teile zusammenzubauen. Die Passflächen müssen mit Aceton gebürstet werden und dann zusammengehalten werden, bis das meiste Aceton verdunstet ist. Zu diesem Zeitpunkt sind diese beiden Teile chemisch miteinander verbunden. Eine Erhöhung der Aceton-Kontaktfläche erhöht die Verbindungsfestigkeit, dies kann durch ineinandergreifende Verbindungen erreicht werden.

OberflächenveredelungenVorteilNachteil
KaltschweißenAceton verändert die Oberflächenfarbe nicht

Fugenbereich mit ABS-Eigenschaften vereinfacht und vereinheitlicht die Weiterverarbeitung
Weniger Kraft im Gelenkbereich

Überschüssiges Aceton wirkt sich auf das Endfinish und die Toleranzen aus

Eine Lücke stopfen

Werkzeugsatz: Epoxidharz, Karosseriespachtel, ABS-Filament und Aceton

Prozess: Nach dem Schleifen oder dem Auflösungsprozess der Stütze entstehen Lücken auf der Oberfläche der Teile. Dies ist unvermeidlich, wenn Teileschichten aufgrund von Werkzeugwegbeschränkungen unvollständig sind. Kleine Lücken können problemlos mit Epoxid gefüllt werden, dies erfordert keine zusätzliche Bearbeitung. Große Lücken oder Hohlräume lassen sich erfolgreich mit Karosseriespachtel ausfüllen, dies erfordert zusätzliches Schleifen nach dem Trocknen. Karosseriefüller ist ein ausgezeichneter Füller, er kann nach dem Erstarren leicht geschliffen und lackiert werden. Lücken in ABS-Teilen können mit ABS-Filament und Aceton gefüllt werden, die mit ABS-Teilen chemisch reagieren und in Hohlräume auf der Oberfläche eindringen können. Sobald vor dem Schleifen Lücken auf der Oberfläche der Teile entstehen, füllen Sie die Lücken mit Bond-O oder Epoxid und schleifen Sie sie dann. Dadurch wird die Prozesszeit zum Erzielen einer glatten Oberfläche erheblich verkürzt.

OberflächenveredelungenVorteilNachteil
KaltschweißenLeicht geschliffen und grundiert

Keine Oberflächenverfärbung
Verfärbte Stellen an Teilen

Erfordern zusätzliches Schleifen

Beeinflusst die Gesamtgenauigkeit

Polieren

Werkzeugsatz: Kunststoff-Polierpaste, Schleifpapier Körnung 2000, Putzlappen, Zahnbürste, Schwabbelscheibe

Verfahren: Kunststoffpolieren kann angewendet werden, um eine spiegelähnliche Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen. Sobald die Teile bis zu einer Körnung von 2000 geschliffen sind, wischen Sie überschüssigen Staub ab und reinigen Sie die Teile mit einer Zahnbürste in warmem Wasser. Nach dem Trocknen der Teile Schwabbelscheibe oder Mikrofeilentuch und Kunststoffpolierpaste auftragen, um einen langanhaltenden Oberflächenglanz zu erzeugen.

OberflächenveredelungenVorteilNachteil
PolierenSpiegelartiges Oberflächenfinish

Sehr kostengünstig
Stoßtoleranz

Schlaggrundierung oder Lackhaftung

Grundierung & Malerei

Werkzeugsatz: Staubbindetuch, Zahnbürste, Schleifpapier mit 150er, 220er, 400er und 600er Körnung, Aerosol-Kunststoffgrundierung, Decklack.

Prozess: Sobald die FDM-Teile richtig geschliffen sind, sollte die Grundierung in zwei Schichten mit Aerosol-Grundierungen abgeschlossen werden. Aerosol-Grundierung kann eine gleichmäßige und dünne Abdeckung ohne Verdunkelung von Details bieten. Nachdem die Grundierung abgeschlossen ist, können wir mit dem Lackierprozess beginnen. Dieser Prozess kann mit Acrylfarben und Pinseln abgeschlossen werden, während Airbrush oder Aerosol für eine glattere Oberfläche sorgen können. Falls erforderlich, können einige Teile mit Klebeband abgedeckt werden, um die Farbe der Grundierung zu erhalten. Entfernen Sie die Maske und polieren Sie die Farbe, sobald alle Farbschichten fertig sind, um mehrere Farben auf der Oberfläche der Teile zu erzeugen.

OberflächenveredelungenVorteilNachteil
Grundierung & LackierungProfessionelle Details

Flexible Optik
Teiletoleranz ändern

Kosten erhöhen

Eintauchen

Werkzeugsatz: Lösungsmittelsicherer Behälter, Lösungsmittel, Öse oder kleine Schraube, Trockenstab oder Gestell.

Prozess: Behälter mit geeignetem Lösungsmittel füllen, um FDM-Teile und das Lösungsmittel aufzunehmen. Normalerweise wird Aceton zum Tauchen von ABS, MEK oder THF für PLA verwendet. Tauchen Sie nach Abschluss der Vorbereitung die gesamten FDM-Teile einige Sekunden lang mit dem Draht in Lösungsmittel. Schütteln Sie die Teile, um das Trocknen zu erleichtern und keine Lösungsmittelansammlungen auf der Oberfläche zu hinterlassen.

OberflächenveredelungenVorteilNachteil
EintauchenSchneller Prozess

Reduzieren Sie Sicherheitsrisiken
Teiletoleranz ändern

Langes Eintauchen führt zu Verformungen

Epoxid-Beschichtung

Werkzeugsatz: Epoxidharz, Schaumpinsel-Applikator, Mischbehälter, Schleifpapier mit einer Körnung von 1000 oder höher.

Prozess: Da FDM-Teile vollständig geschliffen und gereinigt werden. Mischen Sie das richtige Verhältnis von Harz und Härter gemäß den Anweisungen und wenden Sie sanfte Umdrehungen an, um die Anzahl der Luftblasen zu minimieren. Tragen Sie die erste Epoxidschicht mit einem Schaumapplikator auf und versuchen Sie, das Ansammeln von Oberflächen oder Details zu minimieren. Für ein optimales Finish sollte ein leichtes Schleifen mit feinem Sandpapier angewendet werden, um alle Unvollkommenheiten zu entfernen, und dann ein zweites Epoxid mit dem gleichen Verfahren auftragen.

OberflächenveredelungenVorteilNachteil
Epoxid-BeschichtungWeniger Einfluss auf die Toleranz

Schützende Hülle
Oberflächenschichtlinien sind noch sichtbar

Zu viel Epoxid führt zum Tropfen

Metallbeschichtung

Werkzeugsatz: Galvanoformungslösung, Opferanode, leitfähige Farbe oder Aceton&Graphit, Pulvergleichrichter, leitfähige Schraube, nicht leitfähiges Gefäß, Kabelsatz, nicht leitfähige Handschuhe und Schutzbrille.

Prozess: Eine ordnungsgemäße Metallbeschichtung erfordert hohe Materialkenntnisse. Für überlegene Oberflächen mit Verchromung ist die professionelle Werkstatt die beste Option.

Es ist sehr wichtig, die Oberfläche der FDM-Teile vor dem Plattieren so glatt wie möglich zu halten, da alle unregelmäßigen Linien und Schichtlinien den Plattierungsprozess nicht bestehen. Zuerst sollten wir Teile mit einer dünnen Schicht hochwertiger leitfähiger Farbe beschichten, dann diese leitfähige Farbe vollständig trocknen und bei Bedarf schleifen. Setzen Sie eine Schraube oder einen Ösenhaken in Teile unauffällige Oberfläche ein, dies ist die Kathode und mit dem Minuspol des Gleichrichters verbunden. Befestigen Sie die Kupferanode am Pluspol des Gleichrichters, füllen Sie das Gefäß mit Kupfer-Galvanoformungslösung, um FDM-Teile und Kupferanode abzudecken. Schalten Sie den Gleichrichter ein, stellen Sie die Spannung auf 1-3 Volt ein und beginnen Sie mit dem Plattieren, bis die Teile vollständig beschichtet sind. Schalten Sie schließlich den Gleichrichter aus und entfernen Sie die Teile zum Trocknen mit Mikrofasertüchern. Beschichten Sie die Teile mit einem Metalllack gegen Korrosion, sobald sie trocken sind.

OberflächenveredelungenVorteilNachteil
MetallbeschichtungErhöhen Sie die Schalenstärke

Enge Toleranz

Ausgezeichnete Oberflächensicht
Sehr teuer

Stromschlag