Сглаживание парами ацетона:как оно работает, преимущества и лучшие материалы для 3D-печати

Сглаживание парами ацетона, используемое на полимерах, напечатанных на 3D-принтере, для выравнивания их поверхностей и придания им более приятного эстетического вида, особенно полезно в FDM (моделировании наплавлением), где неровная поверхность является обычным явлением. В этой статье мы расскажем, как именно это работает, процесс и с какими материалами его можно использовать.

Что такое сглаживание паров ацетона?

Сглаживание парами ацетона — это один из постпроизводственных процессов, используемый для устранения дефектов поверхности на 3D-печатных деталях, только что сошедших с машины. Чтобы получить глянцевую и гладкую поверхность, он разрушает внешний слой совместимого материала (например, ABS, ASA, PMMA, HIPS, PC и любого другого пластика, который растворяется ацетоном - на самом деле он мало что дает для PLA, нейлона, PETG или TPU). Это быстрый и простой метод, и его можно использовать для сложных деталей, с которыми другие методы обычно не справляются, поскольку они не могут равномерно удалить слои. Это также экономит время и деньги, поскольку одинаково работает на всех участках детали, а не концентрируется на каждой области в отдельности. Это также равномерно распределяет прочность материала. 

Во введении мы упомянули, что этот метод часто используется в деталях, напечатанных FDM. Это потому, что они известны своей нестабильностью — по сути, в зависимости от направления нагрузки их механические свойства меняются. Но благодаря сглаживанию парами ацетона эта проблема становится меньшей. Техническая причина заключается в том, что сглаживание создает больше связей по оси Z и уменьшает прочность по осям X и Y.

На изображении ниже показан наш логотип, напечатанный на 3D-принтере после сглаживания паром.

3D-печать логотипа Xometry с гладкой поверхностью

Какие типы материалов для 3D-печати совместимы со сглаживанием паров ацетона?

Разглаживание парами ацетона работает с любым материалом, который растворяется ацетоном. Некоторые типы нитей, которые по-разному реагируют на ацетон, могут быть повреждены в результате процесса или вообще остаться нетронутыми. Пять наиболее распространенных материалов, напечатанных на 3D-принтере, которые получают пользу от сглаживания парами ацетона:

1. АБС (акрилонитрилбутадиенстирол)
2. ASA (акрилонитрилстиролакрилат)
3. ПММА (полиметилметакрилат)
4. HIPS (ударопрочный полистирол)
5. ПК (поликарбонат)

Чтобы использовать эти материалы, воспользуйтесь услугами 3D-печати Xometry.

Как работает разглаживание паров ацетона?

Итак, если вы хотите самостоятельно выполнить сглаживание парами ацетона, вы можете выполнить следующие действия:

1. Подготовка

Для подготовки отшлифуйте напечатанную на 3D-принтере модель чистым напильником и удалите все сильно грубые поверхности, в том числе с опорами. Затем вам нужно будет придумать, как лучше всего поместить деталь в контейнер, чтобы пар мог одновременно покрыть все необходимые поверхности, а крышка полностью закрылась. Обычно за один подход можно обработать только переднюю и боковые стороны. Еще один важный совет — убедитесь, что у детали есть основание, на которое можно положиться, и которое не растворится в ацетоне. Металлическая фольга обычно работает хорошо.

2. Генерация паров ацетона

Самый простой способ получить пар — налить ацетон в прозрачный и нереакционноспособный контейнер (например, стекло), а затем накрыть его, не запечатывая, чтобы ацетон мог быстро испариться. Если вы хотите получить от процесса максимум пользы, совет — смочите бумажное полотенце ацетоном и положите его в контейнер, не прикасаясь к детали, когда она входит.

3. Приостановка объекта

Поместите деталь в контейнер, но следите за тем, чтобы она не касалась жидкого ацетона или смоченного бумажного полотенца. Если он коснется любого из них, эта точка контакта растворится гораздо быстрее.

4. Воздействие пара

Оставьте деталь в контейнере и постоянно контролируйте ее. Не существует установленного срока или метода расчета того, как долго деталь может находиться в контейнере. Это будет зависеть от нескольких переменных, в том числе:скорости испарения ацетона, размера контейнера, размера детали и исходной шероховатости поверхности.

5. Процесс сглаживания

Оставьте деталь в контейнере и позвольте ей делать свое дело, но следите за ней. Невозможно подсчитать, как долго каждая часть должна оставаться там, поэтому вам придется играть на слух или на глаз. Размер контейнера, количество ацетона, размер модели и некоторые другие факторы влияют на то, сколько времени это займет. Не стоит оставлять деталь слишком долго, потому что она может начать терять детали:когда деталь будет выглядеть достаточно гладкой, можно приступать к работе.

6. Вентиляция и сушка

Последний шаг заключается в том, чтобы осторожно снять деталь (не касаясь бумажных полотенец) и положить ее в хорошо проветриваемое помещение для высыхания, что может занять от нескольких часов до пары дней.

Каковы преимущества сглаживания парами ацетона при 3D-печати?

Разглаживание парами ацетона — хороший вариант по нескольким причинам. Преимущества обсуждаются ниже:

1. Качество поверхности

Сглаживание парами ацетона улучшает качество поверхности печатных деталей. Естественно, детали, напечатанные на 3D-принтере, имеют шероховатую поверхность, поскольку они изготавливаются слоями. Шлифование парами ацетона — это эффективный процесс уменьшения шероховатости и улучшения качества поверхности, главным образом в эстетических целях. 

2. Экономия времени и затрат

По сравнению с другими методами последующей обработки, в которых используется наждачная бумага, тепловые пушки или наполнитель, сглаживание парами ацетона происходит быстрее и дешевле. Эти другие методы концентрируют воздействие только на одну область за раз, поэтому в целом они более трудоемки. Пары ацетона, напротив, одинаково воздействуют на все области модели. Таким образом, сглаживание парами ацетона действительно может повысить вашу производительность.

3. Сглаживание сложной геометрии

Сглаживание парами ацетона имеет преимущества перед другими методами, поскольку оно позволяет равномерно уменьшить шероховатость поверхности сложной геометрии. У других методов возникают проблемы с добавлением или удалением ровного слоя материала, особенно в случае сложной геометрии. 

4. Сила и честность

До сглаживания парами ацетона отпечатки FDM очень анизотропны. Это означает, что их механические свойства различаются при нагрузке в разных направлениях, и это считается серьезной проблемой 3D-печати FDM. Однако сглаживание пара помогает выровнять эту направленность, приближая детали к изотропии. Короче говоря, сглаживание парами ацетона создает больше связей по оси Z (перпендикулярно печатному столу), но снижает прочность по осям X и Y (параллельно печатному столу). Это может быть полезно, если ваш предмет может подвергаться нагрузкам по оси Z. 

Как сглаживание паров ацетона влияет на толщину или материал 3D-печатного объекта?

Сглаживание парами ацетона не влияет на общую толщину 3D-печатного объекта. Этот процесс лишь сглаживает поверхность изделия. Это не уменьшает толщину и общие геометрические параметры готового изделия. 

Каковы лучшие методы применения сглаживания паров ацетона к 3D-напечатанным объектам?

Лучший метод нанесения выравнивания парами ацетона зависит от нескольких факторов, включая время, необходимое для завершения процесса, и размер детали. В общем, существует три известных метода нанесения паров ацетона на 3D-печатные объекты:

1. Один из методов — нанести ацетон с помощью кисти. Однако это требует больше ручной работы и с меньшей вероятностью, чем другие методы, даст вам полностью ровную и блестящую поверхность. 
2. Второй метод — погрузить деталь в ацетон. Однако этот процесс приводит к непредсказуемым результатам. 
3. Третий метод — использовать паровую баню с ацетоном, где ацетон либо осторожно нагревают до образования пара, либо позволяют испариться естественным путем. Этот последний метод считается лучшим способом создать ровную глянцевую поверхность. 

Можно ли улучшить края 3D-печати с помощью сглаживания парами ацетона?

Да, любой край детали, напечатанной на 3D-принтере, если она напечатана из материала, восприимчивого к ацетону, можно улучшить с помощью сглаживания парами ацетона. Детали с большой высотой слоев получают наибольшие преимущества. Детали с меньшей высотой слоя или напечатанные с помощью других методов 3D-печати получат меньшую выгоду, но, скорее всего, получатся более гладкими, чем раньше. 

Лучше ли сглаживание паров ацетона для некоторых материалов, напечатанных на 3D-принтере?

Да, некоторые материалы получают пользу от разглаживания парами ацетона, а другие нет. Подходящие материалы:ABS, ASA, PMMA, HIPS и поликарбонат. С другой стороны, некоторые из них разрушаются под воздействием ацетона, а другие остаются совершенно без изменений. Примеры материалов, для которых постобработка не подходит:PLA, PETG, нейлон и ТПУ. 

Каковы различия между методами постобработки 3D-печати и сглаживанием парами ацетона?

Сглаживание парами ацетона — это форма постобработки 3D-печати. Другие включают в себя:шлифование, пескоструйную обработку, использование XTC-3D, использование 3D-глины, использование нити Polymaker Polysmooth PVB, химическое сглаживание и использование тепловой пушки. Эти методы постобработки различаются применением и целевыми материалами. Например, Polymaker Polysmooth и химическое сглаживание похожи на сглаживание парами ацетона, поскольку все они используют химическую реакцию для растворения и разглаживания внешнего слоя. Разница в том, что Polymaker Polysmooth использует запатентованную нить и химические вещества, эксклюзивные для этой нити, а при химическом сглаживании для сглаживания PLA используется другой химикат, например этилацетат. 

Шлифование и пескоструйная обработка также отличаются от обработки парами ацетона. Это чисто абразивные методы, которые разрушают высокие гребни детали, оставляя гладкую поверхность. Между тем, XTC-3D и 3D gloop используют наполнитель для создания внешней поверхности и придания ей гладкого и глянцевого вида. 

Каковы различия между сглаживанием паров ацетона и сглаживанием паров PLA?

Выравнивание парами ацетона и химическое выравнивание PLA в принципе являются одними и теми же методами. Оба они частично растворяют поверхностные слои материала. Однако пластик PLA (полимолочная кислота) реагирует на этилацетат, а не на ацетон. Ацетон не окажет должного воздействия на PLA, а этилацетат не поможет с ABS и другими пластиками, реагирующими на ацетон. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с нашим полным руководством по сглаживанию паров PLA.

Чем может помочь Xometry

Если у вас есть какие-либо вопросы по каким-либо процессам 3D-печати — от изготовления деталей до сглаживания их поверхностей — не стесняйтесь обращаться к одному из наших представителей, который будет более чем рад вам помочь. У нас также есть большой каталог производственных услуг, таких как обработка на станках с ЧПУ и лазерная резка. Вы можете быстро и легко начать работу уже сегодня, загрузив свои проекты и запросив бесплатное ценовое предложение без каких-либо обязательств.

Отказ от ответственности

Содержимое этой веб-страницы предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или достоверности информации. Любые параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные особенности, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет доставлено сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, желающие получить расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим деталям. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашими положениями и условиями.

Кэт де Наум

Кэт де Наум — писатель, автор, редактор и специалист по контенту из Великобритании с более чем 20-летним писательским опытом. Кэт имеет опыт написания статей для различных производственных и технических организаций и любит мир техники. Помимо писательской деятельности, Кэт почти 10 лет работала помощником юриста, семь из которых занималась финансированием судов. Она писала для многих изданий, как печатных, так и онлайн. Кэт имеет степень бакалавра английской литературы и философии, а также степень магистра писательского мастерства в Кингстонском университете.

Прочтите другие статьи Кэт де Наум



Понимание хрупкого разрушения:причины, симптомы и способы его предотвращения 3D-печать против аддитивного производства:четкое руководство по различиям