Приборная доска, лакированнaя под дерево

Области применения финишной обработки

Скрепление, сварка и обработка напечатанных деталей

Для изготовления прототипов, почти неотличимых от изделий, созданных методом литья под давлением, сложных инструментов и прочных индивидуальных устройств, приятных на вид и в использовании, выполняйте простую финишную обработку деталей, созданных методом трехмерной печати.

Окраска моделей и деталей, напечатанных на 3D-принтере

Обзор

Технология послойного наложения расплавленной полимерной нити (Fused Deposition Modeling — FDM) создает прочные модели из термопластиков производственного класса. FDM-детали могут быть зачищены и окрашены для создания привлекательных функциональных прототипов и готовых к использованию деталей.

Благодаря технологии PolyJet модели выходят из камеры печати 3D-принтеров уже достаточно гладкими и могут окрашиваться без полирования. Это придаст прототипу вид полного соответствия готовому продукту.

Окраска FDM-деталей

Детали, выполненные методом послойного наложения расплавленной полимерной нити, часто считаются идеальными для прототипов, исследований и производственного изготовления деталей, которые не находятся постоянно на виду, однако очень часто предполагается, что FDM-детали могут пройти финишную обработку до уровня, необходимого для фотографирования или демонстрации моделей, или для производства деталей, которые будут находиться постоянно на виду. Технология FDM представляет собой аддитивный процесс производства, который наращивает слои пластика на детали, руководствуясь данными, полученными из CAD-файлов. FDM-детали могут пройти финишную обработку и окраску для соответствия эстетическим требованиям практически в любой сфере применения. Это означает, что теперь можно воспользоваться преимуществами экономии средств, свободы проектирования и преимуществ времени производства, которые обеспечиваются технологией FDM для самых разных сфер применения.

Области применения

Финишная обработка FDM-деталей требует терпения, опыта и знаний. Следует создавать детали с поверхностью, качество которой практически соответствует финишной обработке, чтобы сократить действия по финишной обработке до минимума. Важно отметить, что внутренние полости более трудны в финишной обработке, что следует обязательно учесть при проектировании детали. Однако внутренние поверхности, как правило, не следует подвергать финишной обработке и окраске, так как они остаются невидимыми. При преобразовании CAD-модели в STL-файл используйте высокое разрешение. STL-файлы с плохим разрешением приведут к появлению фасок, на удаление которых понадобится большой объем финишной обработки.

Постройте неполую или частично полую модель. Расположите деталь вертикально, чтобы снизить количество видимых результатов нанесения слоев, так как на их зачистку уйдет дополнительные ресурсы. Выберите материал, учитывая финишную обработку. ABS–M30 и более старые материалы АБС, как правило, являются наиболее простыми для финишной обработки материалами. Другие материалы могут быть окрашены, но требуют более длительной финишной обработки.

Рассмотрите возможность использования более точного разрешения, если деталь содержит много мелких деталей или сложные, изогнутые поверхности. Более детализированные срезы характеризуются меньшей пористостью, поэтому детали будут более просты в обработке. Обработайте детали, используя последнюю версию программного обеспечения подготовки файлов печати Stratasys Insight и задайте стиль “видимых поверхностей” как “улучшенный.”

Удалите опоры вручную или с помощью системы снятия опоры WaterWorks. При использовании WaterWorks ополосните деталь, чтобы смыть раствор WaterWorks. Высушите деталь феном.

Выполните исходное химическое сглаживание внешней поверхности или с помощью станции для финишной обработки со сглаживанием поверхности, или с помощью нанесенного растворителя (дополнительно).

Распылите тонкий слой грунтовки (дополнительно) на видимые области, которые нуждаются в герметизации. Дайте этому слою высохнуть, затем нанесите на соответствующие области модели герметизирующий слой и дождитесь его высыхания. Зачистите герметизирующий слой и очистите деталь воском или обезжиривающим составом. Нанесите первый слой грунтовки.

Осмотрите модель на наличие каких-либо изъянов и исправьте их с помощью шлифовальной бумаги или герметизирующего состава.

Зачистите модель и очистите ее воском или обезжиривающим составом. Если необходимо, нанесите второй слой грунтовки и повторите процедуру, пока все поверхность модели не будет соответствовать требованиям к применению. Затем нанесите краску в один или два слоя и прозрачный лак, матовый или глянцевый, для защиты краски.

Свидетельство клиента

Product Development Solutions (PDS) – это полноценное бюро услуг по созданию прототипов и производственных образцов, которое специализируется в уретановых деталях, выполненных на CNC-фрезерных станках, или вылитых в формах, которые применяются в самых разных отраслях, включая здравоохранение, аэрокосмическую отрасль и рынок потребительских товаров. PDS не является производителем быстрых прототипов, но предоставляет услуги по финишной обработке и окраске быстрых прототипов, производимых клиентами. MR Instruments, компания, которая разрабатывает радиочастотные катушки для оборудования магнитно-резонансной томографии, может предоставить пример оказания услуг компанией PDS в окраске FDM-деталей.

Традиционные подходы к созданию катушек для устройств магнитно-резонансной томографии включают работу на CNC-фрезерных станках и вулканизации силиконового каучука при комнатной температуры для придания ему формы. Эти походы могут быть очень затратными и требуют длительного времени производства. Многие компании, выпускающие магнитно-резонансные томографы, начали использовать FDM-детали для производства катушек.

“До недавнего времени использование FDM-деталей было ограничено, в основном, исследовательским оборудованием, так как многие производители магнитно-резонансных томографов считали, что FDM-детали не могут пройти финишную обработку до надлежащего уровня, что делало бы их непригодными к использованию в медицинских учреждениях”, – сказал Дейв Ризор, директор по продажам в PDS. “Мы задействовали наш опыт в финишной обработке литых и выполненных на станках деталей для разработки методов финишного покрытия FDM-деталей для соответствия требованиям к внешнему виду, предъявляемых к магнитно-резонансным томографам, используемым в больницах и поликлиниках.”

Ризор рассказывает о недавнем проекте, сделанном для компании MR Instruments. Ранее компания потратила около 850 долл. США для изготовления сложной части катушки, внешний вид которой вполне соответствовал потребностям рынка и производства. Время производства составила около семи дней. Теперь компания приобретет FDM-деталь в бюро услуг, после финишной обработки и окраски, проведенных PDS. Общая стоимость составила всего 320 долл. США, а время доставки сократилось до пяти дней.

Окраска моделей PolyJet

Если вам необходим высококачественный продукт, который будет максимально точно соответствовать готовому продукту, то ничего не сравнится с технологией 3D-печати PolyJet. Точные модели, созданные на 3D-принтерах Objet, изготавливаются из слоев настолько тонких, что их не различить невооруженным глазом, поэтому поверхности выглядят гладкими, не имеющими каких-либо изъянов, так что их модели можно без труда принять за готовый продукт.

Модели PolyJet могут быть окрашены или декорированы непосредственно после печати без предварительной подготовки или полировки. Используя повсеместно продаваемые акриловые краски и лаки, обладая базовыми навыками, можно достичь реализма готовой продукции, что хорошо подходит для концептуального моделирования. Важные решения, связанные с готовой продукцией, следует обосновывать опытом непредвзятого использования продукции, максимально приближенной к готовым образцам.

Детализированная окраска

Это примечание к применению является руководством для пользователей систем 3D-печати Objet, посвященных улучшению детализации, цвета и творческой ценности моделей FullCure путем применения специальных методов окраски.

Создание реалистичных характеристик с выделяющимися, детализированными компонентами на напечатанных моделях FullCure требует базовых навыков художника и соответствующих материалов. Сочетание различных методов окраски может использоваться для создания иллюзии использования различных материалов. Эти методы могут быть применены к любой модели или сборке FullCure.

Примеры, приведенные в этом примечании к применению, относились к моделям, созданным Legacy Effects для маркетинговой кампании для игры Halo 3, которая проводилась компанией Майкрософт. На фотографиях запечатлены модели, которые были напечатаны с использованием материалов моделирования FullCure и окрашены для подчеркивания агрессивности боевой брони, а также потрепанной кожи, плоти и меха.

Методы постобработки для достижения реалистичных характеристик

1. Очистка

Основой для красиво и хорошо окрашенной модели служат методы тщательной финишной постобработки. (Примечание. Вследствие природы этой модели и качества печати шлифовка не требовалась.)

  • Сначала удалите все вспомогательные материалы с модели, используя для этого станцию WaterJet
  • Погрузите модель в 2-процентный водный раствор NaOH приблизительно на 30 минут
  • Снова промойте модель в станции WaterJet для удаления любых оставшихся частей
  • Дайте модели полностью высохнуть
  • Очистите все поверхности безворсовой тканью, смоченной в изопропиловом спирте (>90 процентов)

2. Грунтовка

Рекомендуется грунтовать модели для более качественного наложения пигментов краски, а также для выравнивания текстур поверхности. В приведенном здесь случае была использована матовая аэрозольная грунтовка с нейтральным фоновым цветом.

  • Равномерно распылите грунтовку на все поверхности модели
  • Дайте грунтовке полностью высохнуть

Использованный материал: автоматически распыляемая грунтовка

3. Цветовые блоки

Цветовые блоки является методом, который упрощает окраску путем нанесения различных красок на разные большие участки, которые затем служат основой для дальнейшего наложения краски. Окраска больших областей одним цветом с помощью кистей; использованные материалы:

  • акриловые краски
  • кисти для акриловых и акварельных красок

4. Послойное наложение красок

Окраска каждого цветового сегмента различными тонами и типами красок привело к ощущению глубины и пространства. В этом примере серебряный щиток на запястье был сначала окрашен синим цветом, а затем был нанесен тонкий слой серебряной краски, так чтобы из-под него был виден синий цвет. После этого третий слой жженной умбры был нанесен сухой кистью поверх серебра, что придало этому фрагменту брони грязный, изношенный вид. Используйте при покраске различные цветовые слои, чтобы достичь желаемого эффекта. Использованные материалы:

  • акриловые краски
  • кисти для акриловых и акварельных красок

5. Выделение деталей

Внешний вид модели можно подчеркнуть, добавив контрастные цвета и выделив некоторые цвета на фоне других. Для этого метода требуется затемнение теневых областей, а также выделение отражающих поверхностей.

  • Окрасьте верхние поверхности более светлыми и яркими цветами и подчеркните края более темными, теневыми тонами
  • Для создания эффекта отражения следует втереть пигменты или позолоту в возвышающиеся области
  • Более мелкие детали следует красить с использованием кистей соответствующих размеров
Использованные материалы:
  • акриловые краски/ эмаль для моделей
  • позолота
  • кисти для акриловых и акварельных красок

6. Изношенный вид и патина

Изношенный внешний вид можно достичь, используя некоторые нестандартные методы. В этом примере модель была поцарапана, побита и обшарпана различными инструментами (однако важной задачей было не повредить жизненно важные детали). Эффект потрепанности можно достичь легким разбрызгиванием краски.

  • Создание отметок повреждений и изношенности, царапая модель различными инструментами
  • Клякса на модели, посаженная сухой кистью, для создания загрязненных областей
  • Нанесите маленькие точки, окунув зубную щетку в краску и разбрызгивая краску по модели, проводя большим пальцам по щетинкам

Использованные материалы:

  • акриловые краски
  • кухонный нож, вилка, отвертка
  • зубная щетка

7. Финишная обработка

Рекомендуется покрыть окрашенную модель защитным слоем для защиты окрашенной поверхности и достижения нужного лоска. В этом примере рука была покрыта прозрачным матовым лаком. Более толстый слой глянцевого лака был наложен кистью на ногти модели и окровавленные участки брони.

  • Распылите по модели прозрачный лак
  • Используйте глянцевый лак для придания определенным деталям влажного вида

Использованные материалы:

  • Аэрозольный прозрачный лак для покрытия
  • Лак с кистью (жидкая полировка для полов или лак для ногтей)

8. Список материалов

Краски

  • Грунтовка Rust–Oleum
  • Акриловые краски Golden Matte Acrylics
  • Акриловая эмаль Liquitex Glossies–Acrylic Enamel
  • Акриловая краска для моделей Citadel Foundation, Reaper Pro Paint
  • Эмаль Model Master Enamel Paint
  • Лак цвета металлик Rub ‘n Buff Wax Metallic Finish (металлические детали)

Лаки

  • Аэрозольный лак Krylon Acrylic Crystal Clear Spray Finish
  • Полировка для полов Pledge Liquid Floor Polish (глянец, эффект влажных деталей)

Инструменты

  • Кисти для акриловых красок (широкие, крупные)
  • Кисти для акварельных красок (тонкие детали, легкие разводы)
  • Зубная щетка (точечные распыление, изношенные детали)
  • Кухонный нож, вилка, отвертка (царапины, потертости)

Stratasys Ltd. © 2015. All rights reserved. See stratasys.com/legal for trademark information.