蒸汽平滑技术需将 SLS 3D 打印部件浸润在化学溶剂蒸汽中,从而控制 3D 打印材料的化学溶解、填充微小空腔并在部件周围形成光滑、有光泽的壳体。尤其需要注意的是,平滑效果并不仅限于人眼可见的几何结构,因此该技术适合具有内部通道或其他凹入特征的复杂部件。
提供蒸汽平滑设备和服务的提供商声称成品部件中的细菌滋生现象有所减少,甚至可以用部件安全地接触食品。Formlabs 并未证实这些声明,我们建议您与设备制造商进行查证,以获取详细的安全信息。
蒸汽平滑设备十分昂贵,起售价为 60000 美元,因此小批量生产部件的企业更愿意将部件寄送至服务提供商处进行蒸汽平滑处理。
下图所示部件已在 DyeMansion 中使用专业混合蒸汽进行了蒸汽平滑处理。AMT 也可提供蒸汽平滑设备和服务。
蒸汽平滑前后的试件。蒸汽平滑后的部件为黑色,外观有光泽
SLS 部件的涂覆方法
在 3D 打印部件外表面增加一层功能性材料涂层,即可实现 3D 打印材料本身并不具有的附加性能。此类性能包括提高强度、导电性或耐化学腐蚀性。SLS 3D 打印部件涂层有多种选择,添加不同的涂层可能实现不同的性能。本节将简要介绍每种涂层及其适合的应用。
金属
可通过电镀为 3D 打印部件添加金属涂层,该工艺也称为电解沉积。在此工艺中,首先应在 3D 打印部件上喷涂一层导电喷雾,然后将其浸入电解池中,池中的电流会将金属从源材料(阳极)转移到 3D 打印部件(阴极)表面上。
可以在部件表面电镀包括铬、镍、锌和钛在内的多种金属。制造商有时会按顺序分层添加多种金属镀层,以便在力学性能、电性能和外观方面实现良好平衡。
尽管也可以在家中或利用 DIY 装置对 SLS 打印部件进行电镀,但经验不足的用户可能会接触到有害化学品,且难以获得高质量的结果。对于所有结构件,我们建议将部件寄送至专门的制造商处。
下图中的部件由 RePliForm, Inc 进行了镀镍处理。
电镀前后的试件。电镀部件为银色,外观有金属光泽
陶瓷
Cerakote 等公司可通过直接向部件喷洒含有陶瓷添加剂的聚合物,在部件表面形成一薄层陶瓷涂层。尽管无需使用底漆,但需使用专用介质对部件进行彻底的介质喷砂处理,并使用蜡和油脂去除剂进行清洁,以确保部件表面无污染物残留。Cerakote 可提供空气固化和烘箱固化两种方案。
陶瓷涂层属于先进后处理技术中性能最高的选择。部件兼具出色的耐化学腐蚀性和机械强度,同时有多种颜色可供选择。Cerakote 还可提供具备耐腐蚀、低摩擦等特性的专业产品。
Cerakote 在旗下网站上列出了经认证的涂覆人员,同时可为希望将陶瓷涂层能力引入内部的车间提供认证服务。
下图中的部件已由经过培训的涂覆人员添加了 Cerakote H-140 Bright White 涂层。
采用 Cerakote H-140 Bright White 涂层前后的试件。涂层部件呈现白色哑光外观
粉末
粉末涂层需采用干法将聚合物以粉末形式施加于基体材料上。采用静电应用,并通过加热、光照或两者结合进行固化。很多粉末涂层材料的使用温度很高,因此无法使用
SLS 3D 打印机常用的热塑性塑料作为基材。而一些粉末涂层材料则可用于较低的温度下,可与 SLS 3D 打印部件一同使用。
紫外线固化粉末涂层专门针对热敏性基材量身打造。这些涂层也能以静电方式涂覆以及在低热中流动添加。粉末熔融后,使用高强度紫外线照射涂层以进行固化。相对于热固性粉末涂层,紫外线固化粉末所需的热量和时间大幅减少,同时提供类似的性能,不会使打印部件损坏或翘曲。
与其他类型涂层相似,粉末涂层也会增强部件的耐化学腐蚀性、表面硬度和机械强度。粉末涂层尤其适合厚涂和几何结构,在这种情况下,如果使用液态施用工艺(如涂漆或浸渍),则因为材料流动和滴落,难以触及某些特征或实现均匀涂覆。
下图中的部件由 Keyland Polymer 使用其 UVMax 紫外线固化粉末进行涂覆。
液态聚合物
市面上有多种液态聚合物涂层,可提供不同程度的平滑度和耐化学腐蚀性能。这些涂层可能是透明、着色或不透明的;可以通过浸渍、刷涂或喷涂方式施用;可能基于不同的化学成分,如环氧树脂、漆树液和聚氨酯。
而论及材料和施用方法,性能和施用难度方面仍有很大差异。其中一些涂层材料可以在五金店购买并通过最少的装置施用;一些则需要工业装置。
下图中的部件采用廉价的透明光泽喷漆进行涂覆。
采用透明涂层前后的试件。涂层部件为深灰色,半光泽外观
SLS 部件的上色方法
无论是原型还是成品部件,您可能想要调整所有或某些部件的颜色。染色会使部件的颜色一致且半永久保持(即使在铰链和内部空腔处),但染色无法提亮部件颜色。喷漆则更为可控且可自定义,但通常需要更多人工操作,在磨损或大量使用过程中会破损。
染色
因为 SLS 3D 打印部件具有渗透性,所以可使用消费级染料进行染色。很多 SLS 3D 打印材料是尼龙或者聚酰胺,这些材料也可用于纺织业,因此可与合成物搭配使用的织物染料同样适用。
家用材料、工业缸或任何复杂程度介于两者之间的设备都可以用于 3D 打印部件的染色。无论您的设施如何,使用尼龙基材料(正如可用于 Fuse 系列的材料)进行 3D 打印所得到的部件均无需执行任何特殊步骤,只需要按照染料制造商提供的说明操作即可。
因为所涉及的成本和技能门槛不高,所以染色堪称尝试先进 SLS 3D 打印件后处理方法的理想选择。此外,染色易于扩展,因此也适用于生产应用。
下图中的部件使用了 RIT 织物染料进行染色。
染色前后的试件。其中一个染色部件呈现黑色哑光外观,另一个则呈现深红色哑光外观
喷漆
如果需要使部件具备鲜艳的颜色或与参考匹配的颜色,则喷漆将会是比染色更理想的选择。喷漆可提供最均匀的覆盖程度且最容易扩展,并可通过手动上漆实现更好的精细度。丙烯酸漆和瓷漆都很适合粉末打印部件。其他油漆的效果可能也不错,但
Formlabs 并未就此展开大量测试。
为获得最佳附着效果,可以使用专用于塑料的底漆。喷涂底漆有助于实现更一致的覆盖程度。此外,还可使用热风枪或电吹风来加快干燥过程。
下图中的部件使用了廉价的喷漆进行上色。
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