Sebbene la maggior parte del lavoro di produzione venga svolto all'interno della stampante 3D, dove i componenti vengono realizzati strato per strato, il processo non si conclude qui. La post-elaborazione è una fase importante del flusso di lavoro di stampa 3D che trasforma i componenti stampati in prodotti finiti. In altre parole, la "post-elaborazione" in sé non è un processo specifico, ma piuttosto una categoria composta da diverse tecniche di lavorazione che possono essere applicate e combinate per soddisfare diverse esigenze estetiche e funzionali.
Come vedremo più dettagliatamente in questo articolo, esistono numerose tecniche di post-processing e finitura superficiale, tra cui la post-processing di base (come la rimozione dei supporti), la levigatura superficiale (fisica e chimica) e la colorazione. Comprendere i diversi processi utilizzabili nella stampa 3D vi permetterà di soddisfare le specifiche e i requisiti del prodotto, che il vostro obiettivo sia ottenere una qualità superficiale uniforme, un'estetica specifica o una maggiore produttività. Diamo un'occhiata più da vicino.
La post-elaborazione di base in genere si riferisce ai passaggi iniziali successivi alla rimozione e alla pulizia della parte stampata in 3D dalla struttura di assemblaggio, tra cui la rimozione del supporto e la levigatura di base della superficie (in preparazione per tecniche di levigatura più approfondite).
Molti processi di stampa 3D, tra cui la modellazione a deposizione fusa (FDM), la stereolitografia (SLA), la sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS) e la sintesi digitale della luce del carbonio (DLS), richiedono l'uso di strutture di supporto per creare sporgenze, ponti e strutture fragili. . peculiarità. Sebbene queste strutture siano utili nel processo di stampa, devono essere rimosse prima di poter applicare le tecniche di finitura.
La rimozione del supporto può essere effettuata in diversi modi, ma il processo più comune oggi prevede un lavoro manuale, come il taglio, per rimuovere il supporto. Quando si utilizzano substrati idrosolubili, la struttura di supporto può essere rimossa immergendo l'oggetto stampato in acqua. Esistono anche soluzioni specializzate per la rimozione automatizzata dei componenti, in particolare la produzione additiva di metalli, che utilizza strumenti come macchine CNC e robot per tagliare con precisione i supporti e mantenere le tolleranze.
Un altro metodo di post-produzione di base è la sabbiatura. Il processo prevede la spruzzatura ad alta pressione di particelle sulle parti stampate. L'impatto del materiale spruzzato sulla superficie di stampa crea una texture più liscia e uniforme.
La sabbiatura è spesso il primo passaggio per levigare una superficie stampata in 3D, poiché rimuove efficacemente i residui e crea una superficie più uniforme, pronta per le fasi successive come lucidatura, verniciatura o colorazione. È importante notare che la sabbiatura non produce una finitura lucida o brillante.
Oltre alla semplice sabbiatura, esistono altre tecniche di post-elaborazione che possono essere utilizzate per migliorare la levigatezza e altre proprietà superficiali dei componenti stampati, come un aspetto opaco o lucido. In alcuni casi, è possibile utilizzare tecniche di finitura per ottenere la levigatezza desiderata utilizzando diversi materiali da costruzione e processi di stampa. Tuttavia, in altri casi, la levigatura superficiale è adatta solo a determinati tipi di supporti o stampe. La geometria del componente e il materiale di stampa sono i due fattori più importanti nella scelta di uno dei seguenti metodi di levigatura superficiale (tutti disponibili in Xometry Instant Pricing).
Questo metodo di post-elaborazione è simile alla sabbiatura convenzionale in quanto prevede l'applicazione di particelle sulla stampa ad alta pressione. Tuttavia, presenta una differenza importante: la sabbiatura non utilizza particelle (come la sabbia), ma microsfere di vetro come mezzo per sabbiare la stampa ad alta velocità.
L'impatto delle microsfere di vetro rotonde sulla superficie della stampa crea un effetto superficiale più liscio e uniforme. Oltre ai vantaggi estetici della sabbiatura, il processo di levigatura aumenta la resistenza meccanica del pezzo senza comprometterne le dimensioni. Questo perché la forma sferica delle microsfere di vetro può avere un effetto molto superficiale sulla superficie del pezzo.
La burattatura, nota anche come screening, è una soluzione efficace per la post-elaborazione di piccole parti. Questa tecnologia prevede il posizionamento di una stampa 3D in un tamburo insieme a piccoli pezzi di ceramica, plastica o metallo. Il tamburo ruota o vibra, facendo sì che i detriti sfreghino contro il pezzo stampato, rimuovendo eventuali irregolarità superficiali e creando una superficie liscia.
La burattatura con media è più potente della sabbiatura e la levigatezza superficiale può essere regolata in base al tipo di materiale da burattatura. Ad esempio, è possibile utilizzare media a grana fine per creare una texture superficiale più ruvida, mentre l'utilizzo di trucioli a grana alta può produrre una superficie più liscia. Alcuni dei sistemi di finitura di grandi dimensioni più comuni possono gestire pezzi di dimensioni 400 x 120 x 120 mm o 200 x 200 x 200 mm. In alcuni casi, soprattutto con pezzi MJF o SLS, l'assemblaggio può essere lucidato a burattatura con un supporto.
Mentre tutti i metodi di levigatura sopra descritti si basano su processi fisici, la levigatura a vapore si basa su una reazione chimica tra il materiale stampato e il vapore per produrre una superficie liscia. Nello specifico, la levigatura a vapore prevede l'esposizione della stampa 3D a un solvente evaporante (come FA 326) in una camera di processo sigillata. Il vapore aderisce alla superficie della stampa e crea una fusione chimica controllata, levigando eventuali imperfezioni, creste e avvallamenti superficiali ridistribuendo il materiale fuso.
La levigatura a vapore è anche nota per conferire alla superficie una finitura più lucida e brillante. In genere, il processo di levigatura a vapore è più costoso della levigatura fisica, ma è preferibile per la sua superiore levigatezza e finitura lucida. La levigatura a vapore è compatibile con la maggior parte dei polimeri e dei materiali elastomerici per la stampa 3D.
La colorazione come ulteriore fase di post-elaborazione è un ottimo modo per migliorare l'estetica del prodotto stampato. Sebbene i materiali per la stampa 3D (in particolare i filamenti FDM) siano disponibili in una varietà di opzioni di colore, la colorazione in post-elaborazione consente di utilizzare materiali e processi di stampa che soddisfano le specifiche del prodotto e di ottenere la corretta corrispondenza cromatica per un determinato materiale. Ecco i due metodi di colorazione più comuni per la stampa 3D.
La verniciatura a spruzzo è un metodo diffuso che prevede l'utilizzo di un vaporizzatore per applicare uno strato di vernice su una stampa 3D. Interrompendo la stampa 3D, è possibile spruzzare la vernice uniformemente sul pezzo, coprendone l'intera superficie. (La vernice può anche essere applicata selettivamente utilizzando tecniche di mascheratura.) Questo metodo è comune sia per i pezzi stampati in 3D che per quelli lavorati meccanicamente ed è relativamente economico. Tuttavia, presenta un grosso svantaggio: poiché l'inchiostro viene applicato in uno strato molto sottile, se il pezzo stampato è graffiato o usurato, il colore originale del materiale stampato diventerà visibile. Il seguente processo di ombreggiatura risolve questo problema.
A differenza della verniciatura a spruzzo o a pennello, l'inchiostro nella stampa 3D penetra sotto la superficie. Questo offre diversi vantaggi. Innanzitutto, se la stampa 3D si usura o si graffia, i suoi colori vivaci rimarranno intatti. Inoltre, la macchia non si stacca, come avviene invece con la vernice. Un altro grande vantaggio della tintura è che non influisce sulla precisione dimensionale della stampa: poiché il colorante penetra nella superficie del modello, non aggiunge spessore e quindi non si verifica perdita di dettaglio. Il processo di colorazione specifico dipende dal processo di stampa 3D e dai materiali.
Tutti questi processi di finitura sono possibili collaborando con un partner di produzione come Xometry, consentendo di creare stampe 3D professionali che soddisfano sia gli standard prestazionali che estetici.
Data di pubblicazione: 24 aprile 2024