3D打印后处理：清洗、退火、着色

南极熊导读：增材制造过程设计多个步骤，只有每一步精益求精才有最终精密的零部件，这包括建模阶段、打印阶段等。一旦3D打印机的工作完成后，通常需要对零件本身进行加工：这就是后处理。后处理是指零件在拿出机器后执行的所有工作，包括但不限于清洗、表面处理、退火甚至着色。3D 打印中的后处理技术与制造过程本身一样多种多样，并且每种都有自己的特定要求。但是为什么这一步是 3D 打印的关键呢？3D打印后处理的市场结构如何？南极熊邀您一起去寻找答案。



3D 打印中的后处理主要用于改善制造零件的美观性和其性能。例如，使表面更光滑或对组件进行退火以增加其强度并改变其导电性。虽然一些后处理技术也可用3D打印过程，但是大部分后处理技术是基于其他制造方式的，而非增材制造。增材制造过程中的后处理技术会有些不同，比如FDM 零件的处理方式必须与金属零件不同。因此，后处理是3D打印过程中需要考虑的一个重要方面。


△后处理用于提高 3D 打印部件的美观度（照片来源：Sinterit）

后处理方法介绍

●首先是零件的清洗。零件的清洗包括很多，比如脱焊、冲洗、刷洗、吹气等。目标是去除所有多余的粉末或者树脂材料。根据使用的打印过程，此步骤将花费不等的时间。例如，对于粉末烧结，这通常是一个十分耗时的步骤，会增加制造时间。

●第二类是退火。这一步主要是提高零件的温度以改善其机械性能。这些机械性能包括耐热性、紫外线性，甚至它的强度或热稳定性。这一步主要涉及聚合物部件——例如，对于树脂工艺，有直接设计用于特定打印机的“固化”机器。对于粉末粘合或间接金属 3D 打印工艺，必须经过脱脂，然后通过合适的烘箱进行烧结。因此，退火技术常用于改善零件的最终性能和功能。


△图片来源：MakerBot

●有两个类可用于优化零件外观的操作：表面处理和着色。

前者包括用于改善外观的所有方法：平滑、抛光、喷砂、渗透或铣削。目前有许多工艺可以通过添加或去除材料来修饰零件的表面。例如，打磨会去除表面不平整，而喷涂会增加一层材料以获得更好的光泽。

着色主要是指染色和喷漆。二者的选择主要取决于所使用的打印材料。例如，染色更适用于基于聚合物粉末的工艺，而喷漆更适用于使用 FDM 制造的零件。

后处理的好处和限制

●3D 打印中的后处理是改善零件视觉效果的关键步骤，也是改善其最终特性的关键步骤。由于采用了不同的技术，3D 打印部件可以充分发挥其潜力，甚至可以作为最终用途部件进行销售。

●后处理允许用户纠正某些打印缺陷，可以通过去除打印层的外观来“伪装” 。此外，由于经过后处理，一些塑料部件具有与金属部件相似的特性，从而大大降低了价格。


△着色技术（照片来源：BigRep）

当然，后处理也有市场多年来一直试图解决的挑战和局限性。3D 打印后处理的最大障碍之一是所需的时间。根据 PostProcess Technologies 发布的年度研究，53% 的参与者表示他们最大的挑战是后处理的工作时间。这些步骤仍然过于耗时，并且无法达到利用 3D 打印减少制造时间的目的。因此，自动化流程已成为该领域许多专业人士的选择。这些自动化步骤减少了劳动力，确保员工安全。所以，南极熊认为自动化是市场的主要趋势之一，无论是在后处理还是在零件的实际打印中，我们期待在该领域看到进一步的创新！