导读：所有的制造过程都有一定的局限性，因为即使是机器也无法生产出特别光滑的形状。3D打印由于自身的制造原理，由于层厚的存在，刚打印出的部件不会十分光滑，因此总是需要一些后处理。打磨是3D打印中最常见的后处理技术，也是最消耗劳动力的环节。那么如何对打印后的零件进行打磨呢？南极熊整理了关于打磨零件的相关信息，我们一起看下去吧！
打磨零件总是耗时耗力，这也是最令人“劝退”的步骤。但是，有一些技术可以帮助人们更快、更专业的打磨。今天主要以打磨PLA为例，南极熊将介绍打磨零件时的注意事项以及操作方法，从而获得光滑的零件表面。
打印光滑的零件
△打印光滑零件以节省打磨时间
为了避免后续大量的打磨工作，最有效的办法就是在打印零件时就提高零件的精度，比如打印容易打磨的零件，减小层厚。可以在切片机进行设置，分层的层厚越小，精度越高，打磨量越少。
●与大多数塑料一样，PLA具有吸水性，这意味着它会吸收空气中的水分。通过打印机喷嘴的PLA会留下粗糙表面。刚开封进行使用的新的线材大多是真空包装的并带有干燥剂，所以使用新线材能够规避吸水性的影响。但是，使用超过几周的线才应存放在干燥的地方或在打印前干燥，最大程度避免吸水性的影响。
●从设计软件导出3D模型的方式也会对最终打印件的表面质量产生影响。弦高是 STL 文件与源模型的最大允许偏差。弦高越低，意味着模型将具有较高的多边形数，从而减少曲面上看到的多面角。导出STL文件时，保持弦高远低于打印层高度会提高表面质量。如果您从Thingiverse等共享网站下载了 STL 文件，您将无法更改弦高。通常，但存储库上的 STL 文件往往具有不错的分辨率，因此您无需担心这一点。
●获得平滑的 STL 文件后，可以更改切片器的设置，有很多设置可以帮助减少所需的打磨量。此处列举了几个设置，可供参考：
1. 打印方向在表面质量中起着重要作用。悬垂区域需要支撑，从而形成非常粗糙的表面。如果可能，选择合适的打印方向，减少明显的支撑痕迹。
2.在合理范围内，层高可以设置为小值。非常低的层高会增加大量打印时间，但会产生更平滑的光洁度。具有垂直墙壁和平顶的形状比有角度的墙壁或圆顶顶部更能更平滑。
3.壁厚对于打磨非常重要。在打印前可以设置一点额外的壁厚，以防后期打磨得太深。否则，可能会产生孔洞等缺陷。当后期打磨时，薄壁会偏斜，在填充物中留下印记图案。另外，打印时需要牢牢固定住零件，以防易碎部件的折断。
4.打印速度的合理设置，速度过快可能会导致打印机振动，产生粗糙的避免。因此，请减慢机器的打印速度以减少振动。
5.独特的切片软件功能还有助于实现更平滑的3D打印。Ultimaker Cura和PrusaSlicer提供了一种称为“熨烫”的功能，可以平滑打印的顶层。
△平滑顶层功能（来源：Jackson O'Connell via All3DP）
为什么打磨？
△打磨后的模型（来源：Steffenator7 via Thingiverse）
打磨过程确实是一个耗时耗精力的过程，那么究竟为什么需要打磨呢？有以下几个原因：
●安全和舒适：去除锋利的边缘和粗糙的表面提高安全性能是有必要的。PLA不是很锋利，但在服装或假肢等可穿戴应用中可能引起人的不适。在打磨时，可以先用粗砂纸或锉刀去除尖锐的东西。可以更容易地在后续步骤中进行强力打磨，而不会撕裂砂纸。
●精密配合：如果您要组装机械零件，精度很重要。轴和孔需要基于其功能的精确间隙进行间隙、过盈或过渡的配合，但根据打印机的精度，这些配合尺寸需要进行一些调整。在打磨之前和打磨过程中，测试配合部件并标记要去除的区域，并注意不要打磨得过深。
●美学：打印品的外观很重要，特别是对于电影道具或营销演示等功能性作品。
打磨时需要的工具
△不同砂纸进行打磨（来源：Tool Tango）
无论出于何种原因进行打磨，都需要先从快速去除材料开始，即粗磨开始。这可以加速打磨的整体速度。砂纸有各种类型的砂砾（粗糙度）。粗粒度（60 或更小）用于快速去除材料。中等粒度（60到80）用于在打底前进行平滑处理。细粒度（100到120）。非常细的砂砾（150 到 220）。超细（400 或更高）用于喷漆后的抛光和抛光。
通常，较便宜的砂纸使用的粘合剂较差，沙子会从从纸上脱落。更糟糕的情况是砂纸粒度不一致。一张细纸上的单个粗粒会留下很深的划痕，让之间的打磨过程“前功尽弃”。出于这个原因，在更换更细的砂纸之前清洁零件是十分重要的，以去除任何残留的粗颗粒。
DIY工具
△制作自己的打磨工具（来源：hansus via Thingiverse）
某些零件的几何形状可能需要专门的工具来打磨特定的表面或难以到达的地方。幸运的是，这并不一定很昂贵，因为有许多DIY解决方案。例如，可以通过将砂纸包裹在一块硬质材料（通常是木材）周围来制作砂磨块。砂纸和砂块之间的泡沫、布或橡胶垫有助于砂纸贴合零件的形状。该砂垫适用于软化硬边和去除STL文件伪影。较厚的垫将使砂纸符合零件的形状。但请注意，如果用力过猛，用厚软垫打磨尖角会导致纸张撕裂。通常只需折叠一张砂纸就可以很好地处理深凹槽和角落。在销钉周围滚动砂纸以扩大或平滑孔。当然，您也可以打印自己的打磨工具。
打磨设备
△使用电动工具轻压（来源：Dremel UK via YouTube）
打磨工具也十分实用，可以处理人手难以触及的区域。PLA不会磨损锉刀，但会堵塞锉齿，因此利用精细打磨工具是个不错的解决方案。另一个需要随身携带的好物品是粘性布，用于在打底或涂漆之前清洁物体，将所有的打磨灰尘去除！
●电动工具
电动工具非常适合在大面积上快速去除材料。这可以节省很多时间，但需要注意的是如果压力或速度太高，特别是壁薄或零件小的情况下，摩擦作用会在几秒钟后软化或熔化PLA。
南极熊建议您从不太关键的打磨区域开始，了解并适应它的升温速度，同时注意不要长时间打磨一个区域。如果零件在打磨时变得不那么光滑，那么它就会变得太热。这时可以使用一些散热装置，例如风扇进行解决。
●其他材料
填充剂和底漆对于隐藏深层线、间隙和其他低洼缺陷至关重要。较大的间隙可以用木腻子或类似的填充物修补，而底漆是一种可以很好地粘附在基面上的多孔涂料。
可打磨底漆适用于光滑的表面。刷涂底漆成本更低，适用于现场填充或非常大的项目。喷涂底漆很方便，不会留下刷痕。
打磨技术
△粗糙表面到光滑表面（来源：Michael Heit via All3DP）
零件的打印表面具有波峰和波谷。波峰值由打印层、支持材料、打印机工件或 STL 节点组成。波谷是由中断的喷嘴流动引起的层之间的空间和间隙。为了使表面光滑，需要通过去除材料使波峰变平，并用填充物或底漆填充波谷。打磨过程一遍先用粗砂纸进行一次打磨，去除几乎所有的峰。然后，使用更精细的砂纸进一步消除上一步的划痕。湿磨可用于更细的砂砾。使用一点水有助于清除碎屑并防止纸张被粘住，因为底漆和填料会粘在纸上并堵塞砂砾。但最重要的是：记得在打磨时始终使用防尘口罩和护目镜！
打磨其他材料
△用中砂纸打磨泡沫部件（来源：Priority Prototypes）
掌握了打磨PLA的方法后，您可以尝试其他材料。要注意，硬度、纹理和软化温度的变化会影响零件的打磨方式。
●ABS 和 PETG 是流行的印刷细丝，可以进行蒸汽平滑处理，从而使用溶剂暂时溶解表面材料。
●如果施加过大的力，橡胶材料往往会弄脏。快速、轻柔的打磨效果最佳。对粘性材料使用湿磨，以避免抓住材料和堵塞。如果橡胶想要抓住砂砾，请使用更细的砂纸。
●木材和复合长丝等纤维材料应按纹理方向打磨。打磨时要记得带上手套，不然一些纤维会划伤手指。湿磨可防止复合纤维在空气中传播，但仍需始终佩戴防尘面罩。
●金属需要更长的时间打磨，但可以达到高光泽。随着时间的推移，氧化会使铝和铜等一些金属变钝。添加透明涂层以防止氧化或抛光以恢复光泽。
●高密度聚氨酯泡沫很容易用中等粒度打磨。由于打磨的灰尘会在空气中不断漂浮，因此请保持真空运行。聚苯乙烯泡沫可以被油漆熔化，所以在你在零件上投入太多时间之前先用废料进行测试。
●玻璃和陶瓷比某些砂纸中的砂粒更硬。需要使用专门的砂石、木棍或泥浆。
打磨3D打印后的零件不是一件易事，它直接决定了零件的表面质量，那么在看完南极熊整理的打磨方法后，你是否会有一些启发呢？快动手试一试吧，期待你的光滑零件哦！
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