Технология 3D-печати лучше всего подходит для быстрого и качественного создания малобюджетных прототипов. После печати на 3D-принтерах обычно видны линии слоев, а иногда на изделии образуются щели, например во время склейки нескольких деталей. Поэтому постобработка очень важна. Некоторые методы постобработки могут сделать поверхность изделия более прочной.

В данной статье будут описаны методы постобработки 3D-деталей, распечатанных на FDM принтерах.

Удаление поддержек

Первым делом, после завершения печати изделия, удаляются подпорки. Это первый этап обработки при любой технологии 3D-печати, в которой необходимо их выстраивать. В зависимости от материала, подпорки можно разделить на два вида: стандартные и растворимые. Удаление подпорок является обязательной процедурой. На качество поверхности изделия она не влияет.

Удаление стандартных подпорок

Что требуется:

• Кусачки, острогубцы, щипцы
• Жесткая щетка, кисточка

Подпорки отделяются от распечатанного изделия с помощью кусачек или щипцов без проблем. Очистить от оставшегося материала труднодоступные места (например, отверстия или каверны) можно с помощью жесткой щетки, можно даже использовать зубную щетку. Правильно выстроенные опорные структуры и корректная ориентация во время 3d-печати могут существенно уменьшить отрицательное воздействие подпорок на вид готового изделия.

Плюсы

• Не меняет общий вид изделия.
• Процесс очень быстрый.

Минусы

• Если от опорной структуры остаются излишки материала, то это затрудняет процесс постобработки.

Удаление растворимых поддержек

Что требуется:

• Емкость, не подвергающаяся воздействию растворителя
• Растворитель
• Ультразвуковой очиститель (опционально)

Распечатанная деталь полностью погружается в резервуар с растворителем. Подходит любая стеклянная тара нужного размера. Растворимые подпорки чаще всего печатаются из таких пластиков как HIPS (с ABS) и PVA (с PLA). Чтобы удалить опорные структуры с напечатанных объектов из HIPS с ABS потребуется составить раствор из равных долей Д-лимонена и изопропилового спирта. Другие пластики, используемые для построения опорных структур, например, PVA с PLA растворяются в воде.

Сократить время обработки с помощью раствора можно применяя ультразвуковой очиститель. Так же ускорить процесс поможет периодическая замена растворителя, так как он во время работы загрязняется. Если раствор нагреть, он воздействует на пластик быстрее .

Плюсы

• Подходит для обработки изделия сложной формы, для которой обычное удаления подпорок затруднительно.
• Ровная поверхность на местах крепления подпорок.

Минусы

• Неправильный состав раствора может привести к появлению пятен и перекосам на распечатанной поверхности.
• Не устраняется царапины и прочие повреждения поверхности изделия.
• Если второстепенный материал во время печати просочился внутрь основного материала печатающегося объекта, могут образоваться небольшие лунки или зазоры.

Холодная сварка

Что требуется:

• Ацетон для ABS.
• Дихлорметан для PLA, ABS
• Губчатый аппликатор

Случается, когда будущее изделие или целая конструкция превышает рабочий объем принтера. Изделие в таком случае печатается по частям, потом его собирают. Части 3D-изделий склеивают с помощью Дихлорметана или другого подходящего клея, в зависимости от пластика. Детали из ABS пластика спаивают с использованием ацетона. Соприкасающиеся поверхности нужно слегка смочить ацетоном и плотно зажать. Давление оказывается до тех пор, пока ацетон не испарится.

Плюсы

• Ацетон практически не меняет цвет поверхности, в отличие от большинства клеев.
• После высыхания соединение приобретает свойства ABS, что делает дальнейшую обработку легкой.

Минусы

Чрезмерное использование ацетона может привести к растворению детали и негативно повлиять на окончательный внешний вид, а также на допуски.

Заполнение пустот

Что требуется:

• Эпоксидная смола (для небольших пустот)
• Шпаклёвка для автомобильных кузовных работ (для больших пустот и соединений)
• Филамент ABS и ацетон (для небольших пустот в изделиях из ABS)
• Дихлорметан подходит для всех видов пластика: ABS, PLA, HIPS, SBS и др.

После зачистки детали, либо после растворения подпорок, могут обнаружиться зазоры на поверхности изделия. Они образуются во время печати, из-за помех в траектории движения печатающей головки. Небольшие зазоры заполняются эпоксидной смолой. Крупные щели или пустоты, которые могут образоваться при сборке изделия, состоящего из нескольких частей, заполняются специальной шпаклевкой. После того, как заполнитель высохнет, изделие зачищается и подвергается дальнейшей постобработке.

Пустоты в предметах, напечатанных ABS-филаментом, можно заполнить разжиженным ацетоном ABS. Рекомендуется делать такой заполнитель в пропорциях 1:2, одна часть ABS и 2 частей ацетона.

Плюсы

• Эпоксидная смола легко обрабатывается.
• Раствор ABS того же самого пластика даст тот же самый цвет

Минусы

• Для достижения равномерной поверхности требуется дополнительная обработка

Зачистка наждачной бумагой

Что требуется:

• Наждачная бумага с зерном Р150, 220, 400, 600, 1000 и 2000
• Тряпочка для протирки
• Жесткая щетка
• Мыло
• Защитная маска

После того как опорные структуры были удалены или растворены, изделие зашкуривают. Это нужно для сглаживания всех крупных дефектов, оставшихся от подпорок. Размер зерна шкурки, которым будут зачищать изделие, зависит от толщины и качества напечатанного слоя. Если слои в 200 микрон и меньше, то для начала можно взять наждачную бумагу от P150. Если присутствуют крупные дефекты, выступы, кляксы, толщина слоя более 300 мкм, тогда зачистка начинается шкуркой от P100.

Процесс зачистки продолжается до применения шкурки зернистостью P2000. Один из вариантов проведения зачистки предполагает использование шкурки Р220, затем Р400, Р600, Р1000 и завершить Р2000. С самого начала и до конца процесса рекомендуется влажное зашкуривание. Это исключит лишнее трение, чтобы не было повышения температуры, которое может повредить поверхность изделия, также это продлевает срок службы самой наждачной бумаги, исключая ее быстрое загрязнение. Во время зашкуривания распечатку периодически следует очищать от пыли щеткой и промывать мыльной водой, после чего протирать чистой тряпочкой. Это избавит от лишней пыли и ее слипания.

Зашкуривание следует производить небольшими круговыми движениями, равномерно по всей поверхности изделия. Перпендикулярные движения могут привести к образованию на поверхности слоя борозд. Если после зачистки деталь обесцветилась и на ней осталось много царапин, тогда ее можно нагреть, чтобы немного размягчить поверхность. Таким образом некоторые дефекты сгладятся. Для достижения глянцевой поверхности детали, можно использовать наждачную бумагу P5000.

Плюсы

• Гладкая поверхность.
• Упрощается дальнейшая постобработка.

Минусы

• Не рекомендуется для деталей с несколькими оболочками.
• Процесс сложен при наличии мелких деталей.
• Следует следить за тем, чтобы не удалить слишком много материала. Это может испортить внешний вид изделия.

Полировка


Что требуется:

• Состав для полировки пластика
• Наждачная бумага на P2000
• Тряпочка для протирки
• Щетка, кисточка
• Полировальный круг или тряпочка из микрофибры
• Защитная маска и перчатки

После завершения зачистки изделия, удаления пыли и промывки, его можно отполировать. На поверхность наносится состав для полировки пластика, чтобы закрыть поры и придать объекту приятный глянцевый блеск. Полировку проводят на полировальном круге или тряпочкой из микрофибры. На пртяжении всего процесса добавляется специальный состав для полировки пластика. Подойдет состав, применяемый в ювелирном производстве. Важно, чтобы состав не содержал химические вещества, которые могут повредить поверхность распечатанного изделия.

Сглаживание изделие парами

Что требуется:

• Тряпочка для протирки
• Стеклянный или металлический контейнер
• Растворитель
• Бумажные полотенца
• Алюминиевая фольга (или иной стойкий к воздействию растворителя материал)
• Маска и перчатки

Дно контейнера покрывается бумажными полотенцами. Рекомендуется использовать стеклянную или металлическую емкость. Растворитель наносится (разбрызгивается) на бумажные полотенца таким образом, чтобы они слегка намокли, при этом не раскисли. Это также поможет их лучше зафиксировать на стенках контейнера. Затем в центр емкости устанавливается некая подкладка (как бы плот), из материала стойкого к растворителю (из алюминиевой фольги). Изделие устанавливается в центр этого самого плота, таким образом, чтобы его поверхность не соприкасалась с растворителем. Ацетон хорошо сглаживает текстуру ABS пластика. Для обработки изделий из PLA используют другие растворители (Дихлорметан). Контейнер закрывается крышкой. Полировка парами может занимать разное время. На протяжение всего процесса изделие следует периодически проверять. Чтобы увеличить скорость воздействия паров растворителя, емкость можно немного подогреть. Внимание! этот процесс взрывоопасен!

Извлекать изделия из емкости следует аккуратно, вместе с подкладкой, чтобы его не касаться. Поверхность распечатки сразу по завершении процедуры мягкая, прикосновение к ней может оставить дефекты. Изделие должно тщательно высохнуть, прежде чем приступать к его последующей обработке.

Плюсы

• Кляксы, царапины, линии слоев сглаживаются без дополнительной обработки.
• Поверхность изделия становится идеально гладкой.
• Процесс быстрый.

Минусы

• Не избавляет от больших щелей.
• В процессе полировки верхний слой растворяется, это может сказаться на качестве мелкой детализации.
• Отрицательно сказывается на прочности пластика.
• Это травмоопасный процесс.
• Помещение, в котором протекают работы, должно хорошо проветриваться.

Погружение в растворитель

Что требуется:

• Стойкий к воздействию растворителя контейнер
• Растворитель
• Крючок или винтик
• Проволока большого сечения (для ландшафтного дизайна)
• Сушилка
• Защитная маска на лицо и специальные перчатки

Контейнер должен быть достаточно объемным для того, чтобы изделие полностью погружалась в раствор. Для обработки объектов, распечатанных из пластика ABS, подойдет ацетон. Для обработки поверхности изделий из PLA HIPS, SBS, PETG, ABS и др. обычно используется Дихлорметан. PLA не очень хорошо поддается воздействию растворителя, поэтому может понадобиться процедуру повторить несколько раз, чтобы добиться желаемого результата. Распечатанное изделие погружается на несколько секунд в растворитель с помощью крючка или винтика на проволоке. После извлечения изделие можно осторожно потрясти, чтобы растворитель не скопился в углублениях. Затем его следует подвесить на сушильной раме и оставить до тех пор, пока растворитель полностью не испарится.


При появлении белого налета после сушки, изделие некоторое время можно подержать над парами растворителя. Тогда цвет изделия восстановится и на поверхности появится приятный глянцевый блеск.

Плюсы

• Поверхность сглаживается быстрее, чем при полировке парами.
• Данный способ полировки менее токсичен, чем другие технологии полировки растворителем.

Минусы

• Долгое погружение может привести к полной деформации поверхности предмета.
• Может негативно повлиять на свойства материала.

Эпоксидное покрытие

Что требуется:

• Двухкомпонентная эпоксидная смола
• Губчатый аппликатор
• Специальный контейнер
• Наждачная бумага от P1000 до Р5000

После того как распечатка зачищена, ее следует тщательно протереть сухой чистой тряпочкой. Затем смешивается смола с отвердителем в соответствии с указаниями в инструкции, иначе может получиться не сохнущая липкая субстанция. Рекомендуется использовать емкость, специально предназначенную для смешивания эпоксидных смол. Процесс отверждения эпоксидной смолы экзотермический, поэтому не следует использовать стеклянную емкость и емкость состоящую из материалов с низкой температурой плавления.

Первый слой смолы наносится губкой-аппликатором. Следует избегать ее скопления в углублениях и на мелких деталях. Когда изделие покрыто, нужно дать смоле полностью затвердеть. Затем изделие обрабатывается мелкозернистой шкуркой (на P1000 и более), чтобы ликвидировать все дефекты. Тряпочкой стирается пыль. Одного слоя эпоксидной смолы может оказаться достаточно. Для получения лучшего эффекта наносится следующий слой на обработанное чистое изделие.

Плюсы

• На поверхности предмета образуется защитная оболочка.

Минусы

• Линии слоев останутся видны, они только будут покрыты гладкой оболочкой.
• Нанесение большого слоя эпоксидной смолы может залить детали и грани. Будет испорчен внешний вид изделия.

Металлизация

Что требуется:

• Раствор для гальванизации.
• Анод. Материал анода должен соответствовать металлу раствора.
• Проводящая краска или ацетон с графитом. Проводящая краска будет работать с любым материалом, а ацетон с графитом только с ABS.
• Силовой выпрямитель.
• Проводящий винтик или крючок
• Не проводящая емкость
• Контакты
• Изолирующие перчатки и защитные очки. Растворы для гальванизации кислотные, при попадании раствора в глаза или на кожу можно получить травму.

Металлизацию в результате гальванизации (гальваностегию) и хромирование можно проводить и в домашних условиях, и в профессиональной мастерской. В качестве примера будет описан процесс гальванизации медью.

В домашних условиях можно выполнить гальванизацию медью или никелем, это будет основой для гальванизации другими металлами. Важно чтобы поверхность объекта перед ее гальванизацией была идеально гладкой. Потому что любые неровности будут в результате процесса усилены. Также важно понимать, что при игнорировании техники безопасности, этот процесс может быть травмоопасный.

Пошкуренный, чистый и сухой предмет покрывается тонким слоем проводящей краски или раствором графита и ацетона. Слой жидкости должен полностью высохнуть и при необходимости его нужно зачистить, чтобы поверхность была гладкой.

Винтик или крючок прикрепляется к поверхности изделия и соединяется с минусовым контактом выпрямителя. Это будет катод. Медный анод соединяется с плюсовым контактом выпрямителя. Емкость заполнена достаточным количеством раствора для медной гальванизации, чтобы изделие было полностью покрыто жидкостью. Анод погружается в емкость, затем включается питание. После того как выпрямитель включен, в контейнер погружается изделие, которое не должно касаться анода. Напряжение на выпрямителе должно быть в 1-3 Вольта до полной металлизации. Для ускорения процесса напряжение может быть увеличено не более, чем на 5 Вольт. После осадки достаточного количество металла на поверхности изделия, питание отключается, распечатка высушивается обычным материалом из микрофибры. Сухое изделие покрывается лаком.

Плюсы

• Металлизированная оболочка увеличивает прочность и расширяет сферы применения 3D-изделий.
• При профессиональной гальванизации металлическое покрытие получается очень тонким.

Минусы

• Гальванизация в домашних условиях при несоблюдении техники безопасности чревата травмами.

Грунтовка и покраска

Что требуется:

• Тряпочка для протирки
• Щетка, кисточка
• Наждачная бумага Р150, 220, 400 и 600
• Аэрозольная грунтовка для пластика
• Финишная краска
• Полировальные палочки
• Полировальная бумага
• Маскировочная лента (только если предполагается несколько цветов)
• Маска и нитриловые перчатки

После завершения зачистки изделия и полного очищения поверхности от пыли, начинается процесс грунтовки. Аэрозольную грунтовку для пластика необходимо наносить в два слоя, следуя указаниям в инструкции. Она обеспечивает ровное покрытие, сохраняя элементы мелкой детализации. При необходимости после высыхания поверхность зачищается шкуркой Р600. Нанесение грунтовки повторяется.

После завершения грунтования изделия, можно приступать к покраске. Загрунтованная поверхность должна быть отшлифована, отполирована и тщательно протертой от пыли. Качественную и тонкую полировку обеспечат палочки для шлифовки и полировки (подойдут палочки для маникюра). В зависимости от задумки, на изделие можно наносить акриловую краску или любой другой вид пигмента обычными кисточками. Нанесение краски пульверизатором обеспечит более ровную фактуру краски и плотность цвета на поверхности изделия. Следует использовать аэрозольные краски, предназначенные специально для моделирования. Краска наносится на деталь тонкими слоями, следовательно инструкции. Для того, чтобы во время окрашивания цвета не смешивались между собой, используется маскировочная лента. После высыхания слой краски аккуратно полируется. В конце на поверхность наносится финишное покрытие. Достаточно 1-2 слоя, чтобы защитить краску. Финишное покрытие выбирается в соответствии с рекомендациями производителя краски. Важно, чтобы финишное покрытие и краска были совместимы, иначе слой краски может деформироваться, собраться. Тогда всю работу придется проводить заново, начиная с грунтовки.



Во время работы с аэрозольной краской не нужно не встряхивать баллончик. Важно не смешать пигмент или грунтовку с пропеллентом (выталкивающим газом), иначе в спрее образуются пузырьки. Вместо этого баллончик нужно повращать некоторое время, чтобы смешивающий шарик перекатывался, как жемчужина, а не гремел.

Плюсы

• Изделию можно придать любой вид, неважно каким материалом оно было напечатано

Минусы

• Слой грунтовки и краски может сказаться на допусках