製造作業のほとんどは 3D プリンター内で部品が層ごとに構築されて行われますが、これでプロセスが終了するわけではありません。後処理は、印刷されたコンポーネントを完成品に変える 3D プリンティングのワークフローにおける重要なステップです。つまり、「後処理」自体は特定のプロセスではなく、さまざまな美的要件や機能的要件を満たすために適用したり組み合わせたりできる、多くの異なる処理技術や技術で構成されるカテゴリです。
この記事で詳しく説明しますが、基本的な後処理 (サポートの除去など)、表面平滑化 (物理的および化学的)、色処理など、多くの後処理および表面仕上げ技術があります。 3D プリントで使用できるさまざまなプロセスを理解すると、目標が均一な表面品質、特定の美観、生産性の向上のいずれであっても、製品の仕様や要件を満たすことができます。詳しく見てみましょう。
基本的な後処理とは、通常、サポートの除去や基本的な表面のスムージング (より徹底的なスムージング技術の準備) など、アセンブリ シェルから 3D プリントされたパーツを取り外して洗浄した後の最初のステップを指します。
溶融堆積モデリング (FDM)、ステレオリソグラフィー (SLA)、直接金属レーザー焼結 (DMLS)、カーボン デジタル光合成 (DLS) などの多くの 3D プリンティング プロセスでは、突起、ブリッジ、脆弱な構造を作成するためにサポート構造を使用する必要があります。 。 。特異性。これらの構造は印刷プロセスでは役立ちますが、仕上げ技術を適用する前に除去する必要があります。
サポートの除去はいくつかの異なる方法で行うことができますが、現在最も一般的なプロセスには、サポートを除去するための切断などの手作業が含まれます。水溶性基材を使用する場合、印刷物を水に浸すことで支持構造を除去できます。また、自動部品除去、特に金属積層造形に特化したソリューションもあり、CNC マシンやロボットなどのツールを使用してサポートを正確に切断し、公差を維持します。
もう 1 つの基本的な後処理方法はサンドブラストです。このプロセスには、印刷された部品に高圧下で粒子をスプレーすることが含まれます。スプレー材料が印刷表面に与える影響により、より滑らかで均一な質感が生まれます。
サンドブラストは、残留材料を効果的に除去し、研磨、塗装、染色などの後続のステップに備えたより均一な表面を作成するため、3D プリントされた表面を滑らかにする最初のステップとなることがよくあります。サンドブラストでは光沢のある仕上げが得られないことに注意することが重要です。
基本的なサンドブラスト以外にも、印刷コンポーネントの平滑性やその他の表面特性 (マットな外観や光沢のある外観など) を改善するために使用できる後処理技術があります。場合によっては、さまざまな建築材料や印刷プロセスを使用するときに、仕上げ技術を使用して滑らかさを実現できます。ただし、表面平滑化が特定の種類のメディアまたは印刷物にのみ適している場合もあります。以下の表面平滑化方法のいずれかを選択する場合、部品の形状と印刷材料が 2 つの最も重要な要素になります (すべて Xometry Instant Pricing で利用可能です)。
この後処理方法は、高圧下で粒子をプリントに適用するという点で、従来のメディアのサンドブラストと似ています。ただし、重要な違いがあります。サンドブラストでは粒子 (砂など) を使用せず、球状のガラス ビーズを媒体として使用し、高速でプリントをサンドブラストします。
丸いガラスビーズがプリントの表面に与える影響により、より滑らかで均一な表面効果が生まれます。サンドブラストの美的利点に加えて、平滑化プロセスにより、サイズに影響を与えることなく部品の機械的強度が向上します。これは、ガラスビーズの球形が部品の表面に非常に表面的な影響を与える可能性があるためです。
スクリーニングとも呼ばれるタンブリングは、小さな部品の後処理に効果的なソリューションです。この技術では、3D プリントをセラミック、プラスチック、または金属の小片と一緒にドラムに配置します。その後、ドラムが回転または振動し、破片が印刷部分にこすりつけられ、表面の凹凸が取り除かれ、滑らかな表面が作成されます。
メディアタンブリングはサンドブラストより強力で、タンブリング素材の種類に応じて表面平滑性を調整できます。たとえば、低粒度のメディアを使用すると、より粗い表面テクスチャを作成できますが、高粒度のチップを使用すると、より滑らかな表面を作成できます。最も一般的な大型仕上げシステムの一部は、400 x 120 x 120 mm または 200 x 200 x 200 mm の部品を処理できます。場合によっては、特に MJF または SLS 部品の場合、アセンブリをキャリアを使用してタンブル研磨することができます。
上記のスムージング方法はすべて物理的プロセスに基づいていますが、スチーム スムージングは印刷物と蒸気の間の化学反応を利用して滑らかな表面を生成します。具体的には、蒸気スムージングには、密閉された処理チャンバー内で 3D プリントを蒸発溶媒 (FA 326 など) にさらすことが含まれます。蒸気がプリントの表面に付着し、制御された化学的溶融を生成し、溶融した材料を再分配することで表面の欠陥、隆起、谷を滑らかにします。
スチームスムージングは、表面をより磨いて光沢のある仕上げにすることも知られています。通常、蒸気スムージングプロセスは物理的スムージングよりも高価ですが、優れた平滑性と光沢のある仕上がりのため好まれています。 Vapor Smoothing は、ほとんどのポリマーおよびエラストマー 3D プリント材料と互換性があります。
追加の後処理ステップとして色付けを行うことは、印刷出力の美しさを向上させる優れた方法です。 3D プリント材料 (特に FDM フィラメント) にはさまざまな色のオプションがありますが、後処理として調色することで、製品仕様を満たす材料と印刷プロセスを使用し、特定の材料に正確な色の一致を実現できます。製品。 3D プリントで最も一般的な 2 つの着色方法を次に示します。
スプレー ペイントは、エアロゾル スプレーを使用して 3D プリントにペイントの層を塗布する一般的な方法です。 3D プリントを一時停止すると、パーツにペイントを均等にスプレーして、表面全体を覆うことができます。 (マスキング技術を使用してペイントを選択的に適用することもできます。)この方法は 3D プリント部品と機械加工部品の両方に一般的で、比較的安価です。ただし、インクが非常に薄く塗布されるため、印刷部分に傷や擦れが生じると、印刷物本来の色が浮き出てしまうという大きな欠点があります。次のシェーディング プロセスにより、この問題が解決されます。
スプレー ペイントや刷毛塗りとは異なり、3D プリントのインクは表面の下に浸透します。これにはいくつかの利点があります。まず、3D プリントが磨耗したり傷がついたりしても、その鮮やかな色はそのまま残ります。汚れも剥がれません。これがペイントの特徴です。染色のもう 1 つの大きな利点は、プリントの寸法精度に影響を与えないことです。染料はモデルの表面に浸透するため、厚みが増さず、したがってディテールが失われることはありません。特定の着色プロセスは、3D プリントプロセスと素材によって異なります。
これらの仕上げプロセスはすべて、Xometry のような製造パートナーと連携することで可能になり、パフォーマンスと美的基準の両方を満たすプロフェッショナルな 3D プリントを作成できます。
投稿日時: 2024 年 4 月 24 日