Обробка деталей після 3D друку

Надрукована деталь - це ще не фінальний продукт. Навіть при якісному налаштуванні принтера, висоті шару 0.15-0.2 мм і правильно підібраній температурі, деталь після зняття з платформи потребує певної роботи. Сліди підтримок, шорстка поверхня, нерівні краї - все це вирішується на етапі постобробки. У цій статті розберемо покроково, що і як робити, щоб деталь виглядала і функціонувала так, як треба.

Що відбувається з деталлю одразу після друку

Коли деталь щойно знята з платформи, вона вже охолола і готова до роботи з нею. Але є кілька моментів, на які варто звернути увагу одразу.

По-перше, підтримки. Якщо модель мала нависаючі елементи під кутом менше 45 градусів, принтер будував під ними тимчасові конструкції-підтримки. Їх потрібно видалити. По-друге, краї першого шару часто мають так звані "слони ноги" - невелике розширення знизу через притискання першого шару до платформи. По-третє, поверхня деталі має видимі лінії шарів, і це нормально для FDM друку.

Інструменти, які знадобляться

Для базової обробки достатньо мати під рукою: канцелярський ніж або скальпель, кусачки для пластику, напилки різної зернистості (від 80 до 400), наждачний папір (120, 220, 400, 800 грит), дрель або шуруповерт для розсвердлювання отворів, термопістолет або запальничку для дрібних корекцій.

Крок 1 - Видалення підтримок і зачистка

Це перше, що робиться після зняття деталі. Підтримки видаляються кусачками або руками - залежно від матеріалу і щільності підтримок. PLA підтримки зазвичай ламаються доволі легко, PETG тримається міцніше і потребує інструменту.

Після видалення підтримок на поверхні залишаються сліди - невеликі виступи або нерівності. Їх зрізають скальпелем під кутом, стараючись не заглиблюватись у тіло деталі. Потім місце зачищається напилком.

Якщо деталь замовлена через 3D друк на замовлення, то постобробку підтримок ми часто включаємо в базову підготовку - деталь передається вже без грубих залишків.

Крок 2 - Шліфування поверхні

Шліфування - найбільш трудомісткий, але й найефективніший спосіб покращити зовнішній вигляд деталі. Починати треба з грубого наждачного паперу (120-180 грит) і поступово переходити до дрібнішого (400-800 грит).

Рух при шліфуванні - кругові або вздовж деталі, але не впоперек шарів. Шліфування впоперек залишає глибші подряпини, які важче прибрати. Для плоских поверхонь зручно підкладати наждачний папір на рівну основу і водити деталлю по ній.

Шліфування під водою

Для матеріалів типу PLA і PETG добре працює мокре шліфування - зволожений наждачний папір і поверхня деталі дають значно кращий результат при зернистості 400 і вище. Тертя менше, поверхня виходить гладшою, і пил не летить у повітря.

Після шліфування наждачкою 800 грит PLA деталь вже виглядає помітно краще - лінії шарів стають майже непомітними на дотик.

Крок 3 - Грунтування і фінішне покриття

Якщо деталь буде фарбуватися або потребує ідеально гладкої поверхні, після шліфування наноситься акриловий ґрунт. Він заповнює мікронерівності і дає рівну основу для фарби.

Ґрунт наносять тонким шаром з відстані 20-25 см, дають висохнути 20-30 хвилин, потім легко шліфують наждачкою 400 грит і наносять ще один шар. Зазвичай 2-3 шари ґрунту достатньо.

Після ґрунту можна фарбувати - акриловими фарбами, аерозольними балончиками або автомобільними ґрунтами-фарбами. Для деталей, що будуть у вологому середовищі, зверху наноситься лак-фінішер.

Крок 4 - Обробка отворів і різьб

Один із найпоширеніших запитів - як зробити так, щоб болт чи гвинт нормально входив в отвір. FDM друк дає усадку, і отвір діаметром 5 мм у моделі може виявитися 4.7-4.8 мм у реальності.

Рішення просте: розсвердлити отвір до потрібного діаметра. Для метричних різьб M3-M8 найкраще використовувати мітчики - вони нарізають різьбу прямо в пластику. PLA і PETG добре тримають різьбу M3-M6 при глибині не менше 8-10 мм.

Для більш навантажених з'єднань використовують термовставки - латунні різьбові вставки, які вплавляються паяльником у пластик. Вони значно міцніші за різьбу в самому пластику і витримують багаторазове закручування.

Підгонка деталей, що з'єднуються

Якщо дві деталі мають з'єднуватися між собою, а зазор виявився завеликим або замалим, є кілька варіантів. Малий зазор - шліфуємо внутрішню поверхню. Великий зазор - заповнюємо епоксидним клеєм або термоклеєм, потім підганяємо після затвердіння.

Крок 5 - Склеювання і ремонт

Іноді деталь друкується частинами через обмеження розміру платформи, або потрібно з'єднати кілька елементів. Для PLA добре працює дихлорметан або ацетон (з обережністю - це агресивні розчинники), суперклей (ціанакрилат), або двокомпонентна епоксидна смола.

PETG склеюється гірше, тут краще використовувати епоксидку або механічне кріплення. TPU взагалі важко склеюється - для нього є спеціальні гумові клеї або термозварювання.

Якщо деталь тріснула або є дефект шару, невеликі тріщини заповнюються суперклеєм з содою - це дає дуже міцне з'єднання, яке потім можна шліфувати.

Особливості обробки різних матеріалів

Матеріал суттєво впливає на те, як і чим обробляти деталь. Ось що треба знати на практиці.

PLA - найпростіший у обробці. Добре шліфується, ріжеться, свердлиться. Єдиний мінус - відносно низька температура розм'якшення (близько 60°C), тому термообробку треба проводити обережно.

PETG - трохи жорсткіший і пружніший, шліфується трохи складніше, але результат хороший. Добре тримає різьбу і термовставки.

TPU - еластичний матеріал, шліфується погано через гнучкість. Зазвичай обробляється мінімально - видалення підтримок і підрізка країв.

ABS - добре шліфується і можна полірувати ацетоновою парою для дуже гладкої поверхні. Але вимогливий у друці і менш поширений у побутових проектах.

Коли постобробку краще довірити майстру

Не кожен має час, інструменти або досвід для якісної постобробки. Якщо деталь потрібна для презентації, виставки або є технічно складною - краще звернутися до фахівців.

У нашій майстерні в Черкасах ми займаємося 3D друком деталей з урахуванням подальшої обробки вже на етапі підготовки до друку: правильно розставляємо підтримки, підбираємо орієнтацію деталі і параметри поверхні. Це суттєво скорочує час на постобробку.

До речі, 3D друк Черкаси - це не тільки локальне замовлення. Ми відправляємо деталі по всій Україні через Нову Пошту, а безперебійна робота обладнання забезпечена резервним живленням - замовлення виконуються навіть під час відключень електрики.

Типові помилки при постобробці

Починати з дрібного наждачного паперу - помилка. Без грубого шліфування дрібна наждачка просто полірує нерівності, не прибираючи їх.

Шліфувати без захисту - теж погана ідея. Пил від PLA і PETG не є токсичним, але потрапляння в легені небажане. Маска і провітрювання обов'язкові.

Наносити ґрунт на не зашліфовану поверхню - марна трата матеріалу. Ґрунт підкреслить всі нерівності, а не сховає їх.

Квапитися зі склеюванням - клей має висохнути повністю. Ціанакрилат схоплюється за секунди, але повна міцність - через 24 години. Епоксидка - через 12-24 години залежно від типу.

Серійна обробка деталей

Якщо потрібна не одна деталь, а партія - 10, 50 або 100 штук - постобробка стає окремим процесом. Тут вже є сенс у серійному 3D друку з налагодженим циклом підготовки і обробки кожної деталі за однаковим стандартом.

Для серійних партій ми використовуємо уніфіковані параметри друку і заготовлені шаблони для зачистки, щоб кожна деталь виходила однаковою. Висота шару 0.2 мм, швидкість друку 50-60 мм/с, температура залежно від матеріалу - все фіксується і повторюється.

FAQ - Часті запитання

Чи обов'язково шліфувати деталь після друку?

Ні, не обов'язково. Якщо деталь технічна і зовнішній вигляд не критичний - можна обійтися без шліфування. Але якщо деталь декоративна або буде фарбуватися - шліфування необхідне.

Чим краще видаляти підтримки - руками чи інструментом?

Залежить від матеріалу і доступності підтримок. PLA підтримки в доступних місцях легко ламаються руками. У важкодоступних місцях і для PETG - тільки кусачки або скальпель.

Чи можна шліфувати TPU деталі?

Шліфування TPU малоефективне через еластичність матеріалу. Краще зосередитися на правильних параметрах друку, щоб поверхня вийшла якісною одразу.

Скільки часу займає постобробка однієї деталі?

Від 10 хвилин для простої технічної деталі до кількох годин для складної декоративної з фарбуванням. Середня деталь розміром з долоню - 30-60 хвилин роботи.

Яка наждачка потрібна для PLA?

Починайте з 120-180 грит, потім 220, 400, і якщо потрібна дуже гладка поверхня - 800 і вище. Мокре шліфування від 400 грит дає кращий результат.

Чи можна фарбувати деталі з PETG?

Так, але PETG погано приймає деякі розчинники. Краще використовувати акрилові фарби на водній основі або аерозольні фарби, сумісні з пластиком. Ґрунтування обов'язкове.

Якщо у вас є конкретна деталь і питання щодо її обробки або друку - зв'яжіться з нами, розберемося разом і підберемо оптимальний варіант під ваше завдання.