Мастерство 3D-печати «утюжкой» (Ironing): добиваемся ультра-гладких верхних поверхностей

Технология 3D-печати стала всемирно популярной. Крупные предприятия, малый бизнес, частные лица — все приняли эту технологию.

Пока верхние поверхности 3D-печати обычно шершавы, каждый пользователь стремится их сгладить.

Интересуетесь, как улучшить качество деталей? Вы в правильном месте.

Статья дает детали о сглаживании печатей техникой «утюжка» (ironing).

Что такое поверхностный «утюжок» в 3D-печати? (3D Printing Ironing)

Сглаживание 3D-печати утюжкой подразумевает использование тепла на плоских поверхностях. Достигаете на 3D-принтере, двигая нагретое сопло туда-сюда по верхним поверхностям печати.

Сила трения заставляет любые прилипающие материалы плавиться и толкает нагретое сопло по печати, загоняя материал обратно в верхний слой печати.

Кроме того, утюжка в данном случае экструдирует небольшое количество материала. В результате доп. экструзия заполняет оставшиеся зазоры на верхнем слое, сглаживая плоские поверхности еще больше.

Однако важно: переэкструзия может навредить печатям. При утюжке используется только малая экструзия для избежания таких случаев.

Когда применяют утюжку?

Утюжка дает лучшие результаты на печатях с плоскими верхними поверхностями. Модели: логотипы, неймплейты, коробки, значки, крышки и др. Применима при склеивании двух деталей. Утюжка минимизирует зазор между ними, выпрямляя поверхности.

Но есть случаи, где утюжка не применяется. Органические формы, фигурки, неровные площади.

При печати таких моделей утюжка имеет значительный негативный эффект: неоправданно увеличивает время печати. Кратко: утюжка незначительно или совсем не влияет на неровные поверхности.

Что делает утюжка в Cura?

Cura — открытый 3D-слайсер, превращающий 3D-модели в печатаемые G-коды. Содержит значительное число настраиваемых функций и настроек для полного управления деталью. Можно тонко настраивать аспекты печати и управлять процессом.

Одна из новых функций — утюжка. Дает 3D-верхним слоям супер-гладкую поверхность, идеально для визуально привлекательных моделей вроде арта.

Кроме того, утюжка облегчает покраску — краска лучше держится на плоских поверхностях. Разработчики Cura расширяют функции и настройки утюжки для большего контроля пользователя.

Настройки утюжки в Cura

Различные настройки: скорость потока утюжки (ironing flow rate), утюжить только верхний слой (iron only highest layer), паттерн утюжки (ironing pattern), шаг линий утюжки (ironing line spacing). Каждая контролирует разные элементы утюжки.

Как работает скорость потока утюжки (Ironing Flow Rate)?

Среди настроек, контролирующих эффект утюжки — скорость потока утюжки. Поток отвечает за процент экструзии из сопла во время утюжки. Дефолт — обычно 15%.

Держите это значение низким — нужно мало материала для заполнения зазоров и выпрямления верхних слоев. Процент утюжки в Cura установлен 10%, но регулируется для лучших результатов.

Что делают остальные настройки утюжки Cura?

• Iron only highest layer — указывает принтеру утюжить только верхний слой поверхности печати. Пример: при утюжке множественных ступенек сглаживание применится только к верхней ступеньке.
• Ironing inset — регулирует пространство между краями плоских верхних поверхностей и началом утюжки сопла. Утюжка произойдет на всем верхнем слое, если не дистанцировать. Результат — неровные края. Совет: оставьте небольшой зазор, но держите его малым.
• Ironing pattern — организует паттерн утюжки сопла на верхнем слое. Хотя упражнение теоретически недоказано, высока вероятность увидеть паттерн. Опции: концентрический и зигзаг.
• Ironing speed — управляет скоростью движения сопла по верхнему слою при утюжке. Рекомендуется медленная скорость для идеальных результатов. Но процесс немного медленный.
• Ironing line spacing — регулирует зазор между проходами сопла при утюжке печати. Обычно сопло имеет малую разницу линий утюжки и может выравнивать за пределами нормального печатающего прохода. Увеличение зазора сокращает время печати, но дает некачественные результаты.

Как сделать поверхность 3D-печати гладкой?

Различные методы сглаживания поверхности 3D-печати:

1. Комбинация грунтовки и полиуретана

Для модели с четкими линиями слоев нужны аэрозольная краска и быстросохнущий полиуретан (Amazon). Краска должна хорошо сцепляться с пластиками.

Техника простая и нетрудоемкая. Очистите 3D-модель от мусора для чистоты финала.

Опрысните 3D-печать слоем любимой краски и сразу накройте полиуретановым слоем.

Положите покрытую 3D-печать под вентилятор против капель и для быстрой сушки. На этом этапе краска смешивается с полиуретаном, заполняя неожиданные дефекты и дырки.

2. Техника XTC-3D

Прозрачная 2-компонентная эпоксидная смола XTC-3D помогает сглаживать и герметизировать 3D-печати. Смешайте два химиката по инструкции. Кистью нанесите на напечатанную деталь и дайте высохнуть. Дает мягкое, прозрачное, глянцевое покрытие.

Можно смешать XTC-3D с окрашивателями, тонами, пигментами для сглаживания, блесток, металлических эффектов.

3. 3D Gloop

Клей, специально сформулированный для 3D-печатей. Разные формулы под разные пластики, множественные применения.

Среди них: адгезия к столу (склеивает детали), и главное — отличные результаты в сглаживании 3D-печатей.

Кистью наносите 3D Gloop на печать. В готовом флаконе — не требует смешивания. Идеально для малых поверхностей, минимальный риск пролива.

Обеспечьте вентиляцию при покрытии — формула включает довольно токсичный материал.

4. Шлифовка (Sanding)

Самый дешевый, но утомительный метод. Для результатов учитывайте несколько моментов.

При шлифовке пластиков советуют мокрую наждачку. Водонепроницаемая — регулярно мочите бумагу в воде во время шлифовки. Предотвращает попадание стертых частиц между абразивными зернами и вдыхание пыли.

Трение шлифовки может выделять тепло, размягчать/плавить пластик. Увлажнение бумаги предотвращает это охлаждением поверхности.

Еще момент: площадь поверхности печати. При больших площадях растягивайте наждачку на большую площадь для распределения давления и лучших результатов.

Первый круг — мокрая крупнозернистая наждачка, затем финишная тонкозернистая.

Чтобы избежать диффузных борозд при шлифовке — используйте круговые движения.

5. Полировка (Polishing)

Где хотите выпрямить печать покраской — зашкурите 2000–4000 зернистостью наждачки (Amazon) 2–3 раза.

Альтернатива: специальная полировка для пластиков, замазывающая мелкие борозды материалом для выравнивания поверхности. Полировальная паста и электрическая шлифмашинка — другой вариант полировки.

6. Спрей-заполнение (Spray Filling)

Техника идеальна для крупных моделей. Толстая текстура — будьте очень осторожны.

Количество проходов зависит от шероховатости, но один проход достаточно. После сушки спрея — зашкурите и доводите краской.

Отлично на пластиках — хорошая адгезия между ними и краской. Относительно просто сгладить 3D-модели краской или аэрозольной краской из баллона.

Заключение

Утюжка — отличная техника сглаживания для ваших 3D-печатей. Работает исключительно на моделях: логотипы, неймплейты. Результат настолько классный, что может показаться — напечатано на билд-плейте.

Но помните: затратна по времени и не на все поверхности применима. Круглые объекты и фигурки не дружат с этой стратегией. Не включайте настройки утюжки всегда.