FDM 零件的后处理

杰克·莱 CNC加工专家

专长于 CNC铣削, CNC车削, 3D打印, 聚氨酯铸造, 和 钣金加工 服务。


FDM 最适用于交付周期短的高性价比原型。由于 FDM 零件上始终存在层线,因此应用后处理以获得光滑的表面。此过程还可以增加强度并减轻 FDM 零件的各向异性行为。我们将常见的 FDM 后处理总结如下:

后期处理结束公差速度应用领域
支架支架拆卸低的低的高的所有 FDM 热塑性塑料
可溶解支撑移除中等的低的高的所有 FDM 热塑性塑料
砂光高的中等的低的所有 FDM 热塑性塑料
冷焊低的低的高的ABS树脂
间隙填充低的中等的中等的所有 FDM 热塑性塑料
抛光高的中等的低的所有 FDM 热塑性塑料
底漆和绘画高的中等的低的所有 FDM 热塑性塑料
浸渍高的低的高的ABS或PLA
环氧涂层高的低的高的所有 FDM 热塑性塑料
金属电镀高的中等的高的所有 FDM 热塑性塑料

去除支撑

支持移除 是 FDM 中后处理的第一步,这个过程可以分为 2 类,标准和可分解。这是没有表面光洁度改进的强制性要求。

标准支撑拆除

工具包:尖嘴钳、牙签套装。

工艺:大多数支撑材料可以很容易地从 FDM 零件中去除,对于难以触及的特征,使用牙签和针鼻来实现。正确的定位和井支撑结构可以大大降低支撑美学的影响。

支持移除优势坏处
标准永远不要改变整体几何形状

很快
无法移除图层线、条纹或瑕疵

一旦留下多余的材料或痕迹,影响零件美观

可溶解支撑移除

工具包:溶剂安全容器、溶剂、超声波清洁器。

过程:将 FDM 部件放入适当溶剂的浴槽中,直到支撑材料溶解。支撑结构采用与 ABS 相关的 HIPS、与 PLA 相关的 PVA、与 ABS 和 PLA 相关的 Hydro-Fill。为了溶解在水中,任何无孔容器都可以使用。对于 HIPS/ABS 零件,柠檬烯和异丙醇的 1:1 比例将用于快速去除支撑。 PVA 或 Hydro-Hill 可以简单地溶解在普通水中。

超声波清洗机可以加速可溶性支撑材料的溶解,一旦溶解的支撑材料饱和,就改变溶剂溶液。如果没有超声波清洗器,温溶剂也会加快溶解时间。

支持移除优势坏处
可溶解支撑移除对于复杂的几何形状

支撑接触区域的光滑表面
溶解不当会导致浸出和翘曲

无法移除图层线、条纹或瑕疵

一旦可溶性材料泄漏到 FDM 零件上,就会产生小凹痕或孔洞

砂光

工具箱:150、220、400、600、1000 和 2000 号砂纸、粘性布、牙刷、肥皂、面罩。

工艺:去除或溶解支撑结构后,可用砂光工艺打磨零件表面,去除明显的瑕疵,如斑点或痕迹。砂纸砂粒的第一次打磨取决于层高和印刷质量。对于 200 微米或更低的层高,建议使用 150 粒度。对于 300 微米或更高的层高,建议使用 100 粒度。

我们建议从头到尾对 FDM 零件进行湿砂处理,以防止零件损坏造成摩擦和热量积聚。零件应用牙刷肥皂水清洗。

表面处理优势坏处
砂光极其光滑的表面

油漆、抛光、环氧涂层的良好准备
不适用于具有 2 个或更少周长外壳的零件

难以处理复杂的表面

影响整体准确度

冷焊

工具包:丙酮,泡沫涂抹器

流程:一旦零件体积超过打印机最大体积,我们总是将设计分成小部分,打印后组装在一起。对于 PLA 或其他材料,可以使用 Bond-O 或适当的胶水进行组装。对于 ABS,可以使用丙酮焊接将多个零件组装在一起。配合表面需要刷上丙酮,然后保持在一起,直到大部分丙酮蒸发。这时,这两部分化学键合在一起。增加丙酮接触面会增加接头强度,可以通过互锁接头来实现。

表面处理优势坏处
冷焊丙酮不会改变表面颜色

具有 ABS 特性的接合区域将简化和统一进一步的精加工
关节区域的强度较低

过量的丙酮会影响最终的光洁度和公差

间隙填充

工具包:环氧树脂、车身填充物、ABS 长丝和丙酮

工艺:经过打磨或支撑溶解工艺后,零件表面会出现间隙。由于刀具路径限制,一旦零件层不完整,这是不可避免的。小间隙可以很容易地用环氧树脂填充,这不需要额外的处理。大的间隙或空洞可以成功地使用车身填充物,这需要在干燥后进行额外的打磨。车身填充物是一种优良的填充物,一旦固化就可以很容易地打磨和涂漆。 ABS零件间隙可以用ABS灯丝和丙酮填充,它们可以与ABS零件发生化学反应并渗入表面的空隙中。一旦在打磨前零件表面出现缝隙,用 Bond-O 或环氧树脂填充缝隙,然后打磨。这将大大减少获得光滑表面的工艺时间。

表面处理优势坏处
冷焊易于打磨和涂底漆

无表面变色
零件上的变色斑块

需要额外打磨

影响整体准确度

抛光

工具包:塑料抛光剂、2000 号砂纸、钉布、牙刷、抛光轮

工艺:可应用塑料抛光以达到镜面般的表面光洁度。将零件打磨至 2000 粒度后,用牙刷在温水中擦去多余的灰尘并清洁零件。零件干燥后,使用抛光轮或微锉布和塑料抛光剂,以产生持久的表面光泽。

表面处理优势坏处
抛光镜面表面处理

非常划算
耐冲击性

冲击底漆或油漆附着力

启动 & 喷漆

工具箱:粘性布、牙刷、150、220、400 和 600 号砂纸、气溶胶塑料底漆、面漆。

工艺:一旦正确打磨 FDM 零件,应使用气溶胶底漆完成两层底漆。气溶胶底漆可以提供均匀而薄的覆盖,而不会遮挡任何细节。底漆完成后,我们可以开始绘画过程。这个过程可以用丙烯酸涂料和刷子完成,而喷枪或气溶胶可以提供更光滑的表面。如有必要,可以用胶带遮盖某些部分以保持底漆颜色。完成所有油漆层后,取下遮罩并抛光油漆,以便在零件表面上创建多种颜色。

表面处理优势坏处
底漆和绘画专业细节

灵活的视觉外观
更改零件公差

增加成本

浸渍

工具包:溶剂安全容器、溶剂、眼钩或小螺丝、干燥棒或架子。

工艺:用适当的溶剂填充容器,以容纳 FDM 部件和溶剂。通常,丙酮用于浸渍 ABS、MEK 或 PLA 的 THF。完成准备后,用电线将整个 FDM 部件浸入溶剂中几秒钟。摇动部件以促进干燥,并且表面上不会留下溶剂池。

表面处理优势坏处
浸渍快速流程

降低安全风险
更改零件公差

长时间浸渍会导致变形

环氧涂料

工具包:环氧树脂、泡沫刷涂抹器、混合容器、1000 粒度或更高的砂纸。

工艺:FDM 零件经过打磨和彻底清洁。按照说明混合适当比例的树脂和硬化剂,平稳旋转以减少气泡数量。用泡沫涂抹器添加第一层环氧树脂涂层,并尽量减少一个表面或细节的积聚。为获得最佳光洁度,应使用细砂纸轻轻打磨以去除任何缺陷,而不是使用相同的程序涂抹第二层环氧树脂。

表面处理优势坏处
环氧涂层对公差的影响较小

保护壳
表面层线仍然可见

过多的环氧树脂会导致滴落

金属电镀

工具包:电铸溶液、牺牲阳极、导电涂料或丙酮和石墨、粉末整流器、导电螺丝、非导电容器、引线组、非导电手套和防护眼镜。

工艺:正确的金属电镀需要对材料有很高的了解,对于镀铬的优质饰面,专业车间是最佳选择。

在电镀前保持 FDM 零件表面尽可能光滑是非常重要的,任何不规则和层线都会导致电镀失败。首先,我们应该在零件上涂上一层薄薄的优质导电漆,然后将导电漆充分干燥,并根据需要进行打磨。将螺丝或眼钩插入零件不显眼的表面,这是阴极并连接到整流器负极端子。将铜阳极连接到整流器正极端子,用铜电铸溶液填充容器以覆盖 FDM 部件和铜阳极。打开电源整流器,将电源设置为 1-3 伏,开始电镀,直到零件完全涂层。最后关闭整流器,取出零件用超细纤维毛巾擦干,用金属漆涂上金属漆以防干燥。

表面处理优势坏处
金属电镀增加外壳强度

严格的公差

出色的表面视觉
非常贵

电击伤