熔融沉積制件后處理研究

田家波 井石磊

摘要：近年來，我國3D打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，3D打印的產(chǎn)品也越來越多。但是3D打印機(jī)打出來的模型外表基本都是比較粗糙，看上去比較骨感，顏色單一并且不富有美觀性和藝術(shù)性等條件。而我們經(jīng)過后處理的產(chǎn)品和未經(jīng)過后處理進(jìn)行比較，外表光滑美觀，藝術(shù)性明顯增強(qiáng)，保存時(shí)間更加長(zhǎng)久。因此3D打印后處理是3D打印模型工件成品中最重要的部分之一。

關(guān)鍵詞：3D打印產(chǎn)品;產(chǎn)品后處理;新性能。

引言：

現(xiàn)如今，我國3D打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，與國外市場(chǎng)距離正在逐漸縮小。3D打印是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實(shí)體物品的新興制造技術(shù)，2018年中國3D打印市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到23.6億元，同比增長(zhǎng)近42%，伴隨著中國3D打印技術(shù)的相應(yīng)成熟，雖然說FDM技術(shù)設(shè)備能夠制造出高品質(zhì)的零件，同時(shí)也出現(xiàn)了許許多多的問題。在3D打印剛成型的模型中，零件上逐層堆積的紋路是肉眼可見的，特別是有大量支撐的情況下，外表存在著許許多多的問題。我們針對(duì)打印機(jī)打印出來零件的問題我們進(jìn)行分析和改變，對(duì)零件外表與性能進(jìn)行研究與探討得出一些方法，從而改變3D模型零件的表面與性能，使得3D打印模型變得更具有美觀性和藝術(shù)性，讓零件整體更完美。

一、對(duì)零件問題的分析

在現(xiàn)階段3D打印技術(shù)雖然比較成熟，3D打印機(jī)的精度也比較高，但是3D打印還是處于發(fā)展中階段。3D打印機(jī)打印出來的零件外表和性能還存在以下問題：模型表面粗糙、有凹坑凸起部分，色彩單一、光澤度低暗、保存時(shí)間較短（由于制作材料本身的原因）、并且不富有美觀性和藝術(shù)性等問題。下面我們列出一個(gè)精度比較高的3D打印機(jī)剛打印出來未經(jīng)過后處理的零件模型。既明顯又客觀的展示出我們所描述的問題。

二、解決打印出零件的問題與具體步驟

首先，我們?cè)诟淖兞慵庥^的同時(shí)，不能改變?cè)灸Ｐ偷奶卣?、外觀和小的細(xì)節(jié)。接下來我們嚴(yán)格按照解決問題的步驟來一步一步進(jìn)行操作，最后得到處理后的完美零件。

第一步：去除支撐。

（1）我們先用小口剪刀順著支撐邊緣慢慢減掉。

（2）用鉗子將上一步減掉的支撐撕掉，再用鉗口將周圍的撕掉。

（3）用鉗子將內(nèi)部支撐去除。

（4）再用鑷子將小特征支撐去除即可。

第二步：打磨。用砂紙銼刀等工具對(duì)零件進(jìn)行打磨，可以幫助消除模型表面的層紋，使零件外表平整。

（1）用干凈的紙巾將外表的殘?jiān)?、粉末之類的擦干凈。讓后面的操作可以順利進(jìn)行。

第三步：表面補(bǔ)土。

用專用補(bǔ)土粉在表面有凹坑的地方補(bǔ)起來，和第二步相結(jié)合去除凸起和凹坑部分，使模型更加平整。

第四步：表面拋光。

用專用的3D打印模型拋光液進(jìn)行拋光。做法：將拋光液倒入容器中，然后用專業(yè)工具將模型放入容器中，使表面均勻粘住拋光液，使外表光潔。（還有其他方法可以拋光這里不提及）

第五步：表面上色。

3D打印一般只支持一種顏色。而我們模型的本身是五彩斑斕。所以我們要用專業(yè)顏料進(jìn)行上色。并且要進(jìn)行噴漆處理，來提高表面色澤并且使色澤持久不變。

（2）噴底色。底色顏料選取貼近成品顏色的底漆，用噴霧式的罐子進(jìn)行整體均勻噴料。我們示例的這個(gè)模型用白色即可。

（3）表面分塊上色。首先我們應(yīng)該選取占主體色彩的先進(jìn)性涂抹，等色彩凝固后，再上其他小部分色彩，依次進(jìn)行即可完成。上色的主要工具用軟毛涂筆進(jìn)行涂抹，需要上部分大的，可以采用大涂筆，細(xì)節(jié)部分用小涂筆即可。如下圖所示：

（4）噴漆處理。

噴漆主要分為兩大類：?jiǎn)」馓幚砗土凉馓幚怼８鶕?jù)需求，使用啞光油或亮光油進(jìn)行質(zhì)感調(diào)整，打造整體啞光或亮光，部分啞光或亮光，來實(shí)現(xiàn)高度仿真的模型質(zhì)感。并且能是光澤持久保存，而我們這個(gè)模型使用啞光油。如下圖所示：

（5）風(fēng)干保存。

噴完后在溫度適宜的地方晾干，切記請(qǐng)勿暴曬。完成后即可置放在各個(gè)地方。

三、研究3D打印后處理的意義

3D打印技術(shù)有第三次工業(yè)革命之稱，3D打印也是提升我國創(chuàng)新能力重要途徑之一。3D打印材料是新型材料、環(huán)保性材料，大力促進(jìn)我國制造業(yè)的發(fā)展。從建立數(shù)字模型到獲得實(shí)體模型其中各個(gè)環(huán)節(jié)都必須完整，獲得的實(shí)體模型才能更加完美。而3D打印后處理對(duì)于3D打印意義重大，也是3D打印獲得完美的實(shí)體模型中最主要的步驟之一。因此我們對(duì)3D打印后處理大力分析與研究，讓3D打印體系逐漸獲得完整的體系。

結(jié)論：

通過以上的研究分析和操作步驟對(duì)3D打印獲得完美的模型得到了一些解決的方法。事實(shí)證明，要想獲得完美的模型必須要有完整的制作體系，每一步都缺一不可，3D打印后處理是獲得完美模型最重要的部分之一。我們將3D打印后處理步驟進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)我們也將會(huì)推廣我們研究的成果，讓更多的人受益。為國家的發(fā)展進(jìn)步奉獻(xiàn)出自己的一份微薄之力。

課題項(xiàng)目：FDM打印制作后處理研究 19XY02

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