Cruscotto con venature in legno Objet

Applicazioni di finitura

Unisci, sigilla e decora le parti stampate in 3D

Per prototipi difficilmente distinguibili dai prodotti stampati a iniezione, applicazioni per la realizzazione di attrezzature avanzate e dispositivi personalizzati duraturi di aspetto gradevole, è possibile applicare una fase di post-trattamento alle parti stampate in 3D.

Verniciatura di modelli e parti stampati in 3D

Panoramica

La tecnologia brevettata di modellazione a deposizione fusa (FDM, Fused Deposition Modeling) consente di realizzare parti termoplastiche resistenti a livello di produzione. Le parti FDM possono essere levigate e verniciate per ottenere prototipi funzionali e parti finite dall'aspetto accattivante.

Lisci e perfetti non appena estratti dalla camera di costruzione, i modelli stampati in 3D con tecnologia PolyJet possono essere verniciati senza che siano necessarie attività di lucidatura, per offrire un prototipo dall'aspetto identico al prodotto finito.

Verniciatura di parti FDM

Le parti create tramite modellazione a deposizione fusa (FDM) sono spesso ritenute ideali per applicazioni di prototipazione, ricerca e produzione non visibile, ma è opinione comune che la finitura di tali parti non corrisponda ai livelli richiesti per i modelli da fotografare o mostrare o per le parti di produzione visibile. La tecnologia FDM è un processo di fabbricazione additiva per la creazione di parti plastiche strato per strato, tramite dati di file CAD. Le parti FDM possono essere finite e verniciate per soddisfare i requisiti cosmetici praticamente per qualsiasi applicazione. Di conseguenza, consentono di sfruttare i risparmi dei costi, la libertà di progettazione e i vantaggi in termini di tempi di lavorazione offerti dalla modellazione a deposizione fusa in un'ampia gamma di nuove applicazioni.

Schema di applicazione

La finitura di parti FDM richiede pazienza, esperienza e competenza. Crea la parte con una finitura di superficie migliore possibile per ridurre al minimo i passaggi di finitura. È importante notare che la finitura delle cavità interne è più difficile e questo è un aspetto da considerare durante la progettazione della parte. Le superfici interne, tuttavia, spesso non richiedono attività di finitura o verniciatura perché non sono visibili. Utilizza una risoluzione elevata per convertire il modello CAD in file STL. I file STL con una risoluzione insufficiente conterranno sfaccettature la cui rimozione richiede notevoli attività di finitura.

Crea il modello utilizzando lo stile di riempimento solido o rado. Orienta la parte in verticale per ridurre al minimo i passaggi visibili, che richiederanno levigatura e riempimento aggiuntivi. Nel selezionare il materiale, considera sempre la fase di finitura. La finitura di materiali ABS–M30 e ABS legacy è in genere più facile. Altri materiali possono anch'essi essere verniciati, ma richiedono attività di finitura leggermente più impegnative.

Valuta se utilizzare dimensioni di punta con risoluzione più alta se la parte include molti particolari o superfici curve complesse. Fette più precise garantiscono un maggior livello di dettaglio e una porosità minore e semplificano la finitura delle parti risultanti. Elabora la parte utilizzando la versione più recente del software di preparazione dei file di costruzione Stratasys Insight e imposta lo stile delle “superfici visibili” su “migliorato”.

Rimuovi i supporti manualmente oppure tramite il sistema di rimozione dei supporti solubili WaterWorks. Se utilizzi WaterWorks, risciacqua la parte per rimuovere la soluzione WaterWorks. Asciuga la parte sotto una ventola.

Esegui una lisciatura chimica iniziale della superficie esterna utilizzando la macchina per finitura o applicando un solvente tramite spazzola (facoltativo).

Spruzza un leggero strato di mano di fondo (facoltativo) per visualizzare le aree che richiedono riempimento. Lascia asciugare e quindi applica un materiale di riempimento al modello nelle aree in cui è necessario e attendi che abbia effetto. Leviga il materiale di riempimento e pulisci la parte con una sostanza per la rimozione di cera e grasso. Applica una prima mano di fondo.

Controlla il modello per individuare eventuali imperfezioni e correggile tramite materiale di riempimento e carta abrasiva.

Leviga il modello a umido e puliscilo con una sostanza per la rimozione di cera e grasso. Se necessario, applica una seconda mano di fondo e ripeti il processo fino a ottenere una finitura di superficie che soddisfi i requisiti dell'applicazione. Applica quindi uno o due strati di vernice e di rivestimento trasparente, opaco o lucido, per proteggere la vernice.

Testimonianza di un cliente

Product Development Solutions (PDS) è un'agenzia di servizi di prototipazione e produzione globali specializzata in parti in uretano fuse e lavorate in CNC per un'ampia gamma di settori, inclusi quelli medico, aerospaziale e di consumo. PDS non è un produttore di prototipi rapidi, ma piuttosto un'azienda di servizi di finitura e verniciatura per prototipi rapidi prodotti dai propri clienti. MR Instruments, un'azienda che sviluppa bobine di radiofrequenza e apparecchiature per la risonanza magnetica, offre un esempio dei servizi di PDS per la verniciatura di parti FDM.

Gli approcci tradizionali per la fabbricazione di bobine per macchine per la risonanza magnetica includono lavorazione CNC e stampi in gomma siliconica RTV (Room Temperature Vulcanization, Vulcanizzazione a temperatura ambiente). Questi approcci possono essere costosi e comportare tempi di lavorazione troppo lunghi. Molte aziende che producono macchine per la risonanza magnetica hanno iniziato a utilizzare parti FDM per le bobine di produzione.

“Fino a oggi, l'uso di parti FDM è stato prevalentemente limitato alle macchine per la ricerca, perché i produttori di sistemi per la risonanza magnetica ritengono che non garantiscono i livelli di finitura richiesti per le macchine da utilizzare in applicazioni cliniche”, ha affermato Dave Reasor, responsabile vendite per PDS. “Abbiamo applicato la nostra esperienza alla finitura di parti stampate e rielaborate per sviluppare metodi di finitura della parti FDM che rispondessero ai requisiti cosmetici delle macchine per la risonanza magnetica utilizzate in ospedali e cliniche.”

Reasor cita un recente progetto per MR Instruments. L'azienda spendeva in passato circa 850 dollari per creare una parte bobina complessa con elevato valore cosmetico per il marketing o la produzione. I tempi di lavorazione corrispondevano circa a sette giorni. Oggi l'azienda acquisterà una parte FDM da un'agenzia di servizi la cui finitura e verniciatura viene effettuata da PDS. Il costo totale è di soli 320 dollari e i tempi di consegna si riducono a cinque giorni.

Verniciatura di modelli PolyJet

Se hai bisogno di una soluzione di alta qualità che rappresenti il tuo prodotto finale nel modo più accurato e privo di difetti possibile, nulla eguaglia la tecnologia di stampa 3D PolyJet. I precisi modelli Object stampati in 3D sono costruiti in strati così sottili da essere invisibili a occhio nudo, con superfici levigate e prive di difetti che li rendono identici al prodotto finale.

I modelli PolyJet possono essere verniciati o decorati non appena stampati, senza che sia necessaria alcuna attività di preparazione o di lucidatura. Con vernici e lacche acriliche preconfezionate e un certo grado di competenza, potrai realizzare prodotti davvero realistici per la modellazione concettuale. Basa le decisioni importanti relative ai tuoi prodotti finali su un'interazione accurata, interessante e priva di ambiguità con prodotti pressoché reali.

Verniciatura nei minimi dettagli

Questa sezione vuole essere una guida per gli utenti dei sistemi di stampa 3D Objet su come migliorare il livello di dettaglio, il colore e la creatività dei modelli FullCure applicando speciali tecniche di verniciatura.

La creazione di caratteristiche realistiche con elementi accentuati e dettagliati nei modelli FullCure stampati richiede competenze e materiali artistici di base. È possibile utilizzare una combinazione di diverse tecniche di verniciatura e tintura per creare l'illusione di materiali dalle più svariate proprietà. Queste tecniche possono essere applicate a qualsiasi modello o assieme FullCure.

Gli esempi descritti dettagliatamente in questa sezione sono stati applicati a modelli creati da Legacy Effects per la campagna di marketing per Halo 3 di Microsoft. Le foto mostrano modelli stampati in materiali per modelli FullCure e verniciati in modo originale per enfatizzare l'aspetto consumato delle armature nonché l'effetto di usura da parte di elementi naturali di cuoio, carne umana e pelliccia.

Tecniche di post processing per realizzare caratteristiche realistiche

1. Pulizia

Alla base di un modello verniciato efficace e duraturo vi sono tecniche complete di finitura post processing. Nota: data la natura di questo modello e la qualità della stampa, non è necessaria alcuna levigatura.

  • Rimuovi innanzitutto tutto il materiale di supporto dal modello utilizzando la stazione WaterJet.
  • Imbevi il modello in una soluzione acquosa di NaOH al 2% per circa 30 minuti.
  • Risciacqua di nuovo il modello nella stazione WaterJet per rimuovere tutti i residui.
  • Lascia asciugare completamente il modello.
  • Pulisci tutte le superfici con un panno privo di pelucchi e alcool isopropilico (>90%)

2. Applicazione di una mano di fondo

È consigliabile applicare una mano di fondo ai modelli per favorire l'adesione dei pigmenti e uniformare le consistenze delle superfici. Nel caso illustrato qui è stata utilizzata una mano di fondo a spruzzo per auto con colore di sfondo di base neutro.

  • Spruzza una mano di fondo uniforme su tutte le superfici del modello.
  • Lascia asciugare completamente la mano di fondo.

Materiale utilizzato: vernice a spruzzo per auto

3. Blocco del colore

Il blocco del colore è una tecnica che semplifica la verniciatura tramite l'applicazione di vernici colorate diverse in grandi aree come base per gli strati successivi. Applica con pennelli colori a tinta unita alle aree. Materiali utilizzati:

  • Colori acrilici
  • Pennelli per colori acrilici e acquerelli

4. Applicazione di strati di colore

L'applicazione di diversi toni e tipi di colore a ogni sezione colorata crea profondità e dimensione. In questo esempio il polso dell'armatura color argento è stato prima colorato di blu, quindi vi è stato pennellato delicatamente uno strato di argento, lasciando trasparire alcune parti blu. Un terzo strato di terra bruciata è stato quindi passato grossolanamente a secco sull'argento, per conferire all'area un aspetto sporco e consumato. Applica a strati diversi colori diversi per creare l'effetto desiderato. Materiali utilizzati:

  • Colori acrilici
  • Pennelli per colori acrilici e acquerelli

5. Enfatizzazione dei dettagli

L'aspetto di un modello può essere perfezionato aggiungendo contrasto e definizione dei colori. Per questa tecnica è necessario scurire le aree in ombra ed evidenziare le superfici riflettenti.

  • Applica alle superfici superiori colori più chiari e brillanti e definisci i bordi con toni ombreggiati più scuri.
  • Strofina una crema dorata o pigmentata sulle aree elevate per creare riflessi.
  • Assicurati di definire i dettagli con pennelli di dimensioni appropriate.
Materiali utilizzati:
  • Colori acrilici/vernice a smalto per modelli
  • Crema dorata
  • Pennelli per colori acrilici e acquerelli

6. Effetto consumato e patina

Un aspetto logoro e danneggiato dagli elementi naturali può essere realizzato tramite alcune tecniche non convenzionali. In questo esempio il modello è stato sfregato, graffiato e ammaccato con diversi strumenti (prestando attenzione a non rovinare i dettagli essenziali). La creazione di un effetto di logoramento da parte degli elementi naturali può essere realizzato applicando un leggero spruzzo di vernice o una picchiettatura.

  • Crea segni di lesione o logoramento casuali graffiando il modello con diversi strumenti.
  • Cospargi di pigmento il modello utilizzando un pennello asciutto per creare aree sporche.
  • Aggiungi picchiettature immergendo uno spazzolino da denti in un pigmento e spruzza il colore sul modello sfregando le setole con il pollice.

Materiali utilizzati:

  • Colori acrilici
  • Coltello da cucina, forchetta, cacciavite
  • Spazzolino da denti

7. Finitura

È consigliabile sigillare il modello verniciato per proteggere la superficie di vernice e ottenere la lucentezza desiderata. In questo esempio il braccio è stato spruzzato con una finitura opaca chiara. Sulle unghie e le aree insanguinate dell'armatura è stata applicata con un pennello una finitura lucida più spessa.

  • Spruzza una mano di finitura chiara sul modello.
  • Applica una finitura lucida per i dettagli dall'aspetto bagnato.

Materiali utilizzati:

  • Lacca o smalto a spruzzo chiaro
  • Vernice a pennello (cera liquida per pavimenti o lacca per unghie)

8. Elenco dei materiali

Vernici

  • Vernice oleosa antiruggine per auto
  • Colori acrilici opachi dorati
  • Lucidi Liquitex e smalto acrilico
  • Reaper Pro Paint di Citadel Foundation (colori acrilici per modelli)
  • Vernice a smalto per il master del modello
  • Finitura metallica in cera Rub ‘n Buff (per i dettagli metallici)

Finiture

  • Finitura a spruzzo a cristalli di acrilico chiara
  • Cera liquida per pavimenti Pledge (effetti lucidi e bagnati)

Strumenti

  • Pennelli acrilici (consistenze ampie e grossolane)
  • Pennelli per acquerelli (dettagli più precisi, pennellate leggere)
  • Spazzolino da denti (picchiettatura, dettagli consumati)
  • Coltello da burro, forchetta, cacciavite (per graffiare e ammaccare)

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