熔融沉積制件后處理研究

田家波 井石磊

摘要：近年來，我國3D打印產業快速發展，3D打印的產品也越來越多。但是3D打印機打出來的模型外表基本都是比較粗糙，看上去比較骨感，顏色單一并且不富有美觀性和藝術性等條件。而我們經過后處理的產品和未經過后處理進行比較，外表光滑美觀，藝術性明顯增強，保存時間更加長久。因此3D打印后處理是3D打印模型工件成品中最重要的部分之一。

關鍵詞：3D打印產品;產品后處理;新性能。

引言：

現如今，我國3D打印產業快速發展，與國外市場距離正在逐漸縮小。3D打印是以數字模型為基礎，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術，2018年中國3D打印市場規模達到23.6億元，同比增長近42%，伴隨著中國3D打印技術的相應成熟，雖然說FDM技術設備能夠制造出高品質的零件，同時也出現了許許多多的問題。在3D打印剛成型的模型中，零件上逐層堆積的紋路是肉眼可見的，特別是有大量支撐的情況下，外表存在著許許多多的問題。我們針對打印機打印出來零件的問題我們進行分析和改變，對零件外表與性能進行研究與探討得出一些方法，從而改變3D模型零件的表面與性能，使得3D打印模型變得更具有美觀性和藝術性，讓零件整體更完美。

一、對零件問題的分析

在現階段3D打印技術雖然比較成熟，3D打印機的精度也比較高，但是3D打印還是處于發展中階段。3D打印機打印出來的零件外表和性能還存在以下問題：模型表面粗糙、有凹坑凸起部分，色彩單一、光澤度低暗、保存時間較短（由于制作材料本身的原因）、并且不富有美觀性和藝術性等問題。下面我們列出一個精度比較高的3D打印機剛打印出來未經過后處理的零件模型。既明顯又客觀的展示出我們所描述的問題。

二、解決打印出零件的問題與具體步驟

首先，我們在改變零件外觀的同時，不能改變原本模型的特征、外觀和小的細節。接下來我們嚴格按照解決問題的步驟來一步一步進行操作，最后得到處理后的完美零件。

第一步：去除支撐。

（1）我們先用小口剪刀順著支撐邊緣慢慢減掉。

（2）用鉗子將上一步減掉的支撐撕掉，再用鉗口將周圍的撕掉。

（3）用鉗子將內部支撐去除。

（4）再用鑷子將小特征支撐去除即可。

第二步：打磨。用砂紙銼刀等工具對零件進行打磨，可以幫助消除模型表面的層紋，使零件外表平整。

（1）用干凈的紙巾將外表的殘渣、粉末之類的擦干凈。讓后面的操作可以順利進行。

第三步：表面補土。

用專用補土粉在表面有凹坑的地方補起來，和第二步相結合去除凸起和凹坑部分，使模型更加平整。

第四步：表面拋光。

用專用的3D打印模型拋光液進行拋光。做法：將拋光液倒入容器中，然后用專業工具將模型放入容器中，使表面均勻粘住拋光液，使外表光潔。（還有其他方法可以拋光這里不提及）

第五步：表面上色。

3D打印一般只支持一種顏色。而我們模型的本身是五彩斑斕。所以我們要用專業顏料進行上色。并且要進行噴漆處理，來提高表面色澤并且使色澤持久不變。

（2）噴底色。底色顏料選取貼近成品顏色的底漆，用噴霧式的罐子進行整體均勻噴料。我們示例的這個模型用白色即可。

（3）表面分塊上色。首先我們應該選取占主體色彩的先進性涂抹，等色彩凝固后，再上其他小部分色彩，依次進行即可完成。上色的主要工具用軟毛涂筆進行涂抹，需要上部分大的，可以采用大涂筆，細節部分用小涂筆即可。如下圖所示：

（4）噴漆處理。

噴漆主要分為兩大類：啞光處理和亮光處理。根據需求，使用啞光油或亮光油進行質感調整，打造整體啞光或亮光，部分啞光或亮光，來實現高度仿真的模型質感。并且能是光澤持久保存，而我們這個模型使用啞光油。如下圖所示：

（5）風干保存。

噴完后在溫度適宜的地方晾干，切記請勿暴曬。完成后即可置放在各個地方。

三、研究3D打印后處理的意義

3D打印技術有第三次工業革命之稱，3D打印也是提升我國創新能力重要途徑之一。3D打印材料是新型材料、環保性材料，大力促進我國制造業的發展。從建立數字模型到獲得實體模型其中各個環節都必須完整，獲得的實體模型才能更加完美。而3D打印后處理對于3D打印意義重大，也是3D打印獲得完美的實體模型中最主要的步驟之一。因此我們對3D打印后處理大力分析與研究，讓3D打印體系逐漸獲得完整的體系。

結論：

通過以上的研究分析和操作步驟對3D打印獲得完美的模型得到了一些解決的方法。事實證明，要想獲得完美的模型必須要有完整的制作體系，每一步都缺一不可，3D打印后處理是獲得完美模型最重要的部分之一。我們將3D打印后處理步驟進行標準化，同時我們也將會推廣我們研究的成果，讓更多的人受益。為國家的發展進步奉獻出自己的一份微薄之力。

課題項目：FDM打印制作后處理研究 19XY02

參考文獻：

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