Таблицы постобработки 3D печати: FDM, SLA, SLS методы и инструменты 2025

1. Общие принципы постобработки 3D-печатных деталей

Постобработка представляет собой комплекс операций, направленных на улучшение качества изделий после 3D-печати. Современные исследования показывают, что постобработка может занимать до 70% времени всего производственного цикла аддитивного изготовления. Это делает понимание и оптимизацию процессов постобработки критически важными для эффективного использования 3D-печати в производстве.

Основные цели постобработки включают улучшение поверхностного качества, повышение механических свойств, устранение дефектов печати и придание изделию функциональных характеристик. В 2025 году тенденции развития отрасли направлены на автоматизацию процессов постобработки, что позволяет снизить трудозатраты и повысить повторяемость результатов.

Процесс постобработки можно разделить на несколько этапов: первичная обработка (удаление поддержек, брима), основная обработка (шлифовка, химическое воздействие), финишная обработка (грунтовка, покраска) и при необходимости специальная обработка (металлизация, функционализация поверхности).

2. Постобработка деталей FDM/FFF технологии

Технология FDM остается наиболее распространенной в 3D-печати благодаря доступности оборудования и материалов. Однако именно FDM-детали требуют наиболее интенсивной постобработки из-за видимых слоев печати и необходимости использования поддерживающих структур.

Первым этапом постобработки FDM-деталей является удаление поддержек и вспомогательных элементов. Поддержки удаляются механически с помощью кусачек, скальпеля или специальных инструментов. Для труднодоступных мест эффективно использование старых зубных щеток или тонких надфилей.

Шлифовка является ключевым этапом для FDM-деталей. Процесс начинается с грубой наждачной бумаги (P120-P220) для удаления крупных дефектов, затем переходят к средней (P400-P800) и заканчивают мелкой (P1000-P2000) для получения гладкой поверхности. Движения должны быть круговыми и равномерными по всей поверхности.

Химическое сглаживание особенно эффективно для ABS-пластика с использованием ацетона. Деталь помещается в герметичный контейнер с парами ацетона на 10-30 минут при температуре 40-50°C. Этот метод позволяет получить глянцевую поверхность и устранить видимость слоев печати.

3. Постобработка деталей SLA/DLP технологии

Фотополимерная печать обеспечивает высокое качество поверхности изначально, но требует специфической постобработки, связанной с особенностями фотополимеризации. Основными этапами являются промывка неотвержденной смолы, УФ-отверждение и удаление поддержек.

Промывка изопропиловым спиртом является критически важным этапом. Деталь должна быть тщательно промыта в течение 3-10 минут, в зависимости от размера и сложности геометрии. Ультразвуковые ванны значительно повышают эффективность промывки, особенно для деталей со сложной внутренней структурой.

УФ-отверждение проводится в специальных камерах или под УФ-лампами для полной полимеризации материала. Недостаточное отверждение может привести к липкости поверхности и снижению механических свойств, а избыточное - к хрупкости материала.

Удаление поддержек у SLA-деталей требует особой осторожности из-за хрупкости неотвержденного материала. Рекомендуется использовать острые кусачки и работать при хорошем освещении. После удаления поддержек следы можно зачистить мелкой наждачной бумагой P800-P1200.

4. Постобработка деталей SLS технологии

Селективное лазерное спекание не требует поддержек, что значительно упрощает постобработку. Однако детали нуждаются в очистке от неспеченного порошка и дополнительной обработке для улучшения поверхностного качества.

Извлечение деталей из порошка проводится осторожно, чтобы не повредить тонкие элементы. Неспеченный порошок удаляется сжатым воздухом, мягкими щетками или специальными пылесосами с HEPA-фильтрами. Важно соблюдать меры безопасности при работе с мелкодисперсными материалами.

Пескоструйная обработка является основным методом улучшения поверхности SLS-деталей. Используются мелкодисперсные абразивы (стеклянные шарики диаметром 50-100 мкм) при давлении 2-4 бар. Этот процесс удаляет остатки порошка и создает равномерную матовую поверхность.

5. Механическая обработка: инструменты и методы

Механическая обработка остается основным методом постобработки для большинства 3D-печатных деталей. Правильный выбор инструментов и последовательности операций определяет качество конечного результата.

Шлифовка выполняется поэтапно с постепенным уменьшением зернистости абразива. Начинают с P120-P220 для удаления крупных дефектов, переходят к P400-P600 для основной обработки и заканчивают P1000-P2000 для финишной полировки. Каждый этап должен полностью устранить царапины от предыдущего.

Полировка проводится с использованием полировальных паст и войлочных кругов. Для пластиков эффективны пасты на основе оксида алюминия или алмазные пасты с размером частиц 1-3 мкм. Полировка позволяет достичь зеркального блеска поверхности.

Сверление и нарезание резьбы часто требуются для создания функциональных деталей. Используются стандартные инструменты, но с пониженными скоростями резания для предотвращения перегрева и деформации пластика. Рекомендуется применение смазочно-охлаждающих жидкостей.

6. Химическая обработка: растворители и технологии

Химическая постобработка позволяет достичь высококачественной поверхности за короткое время, но требует соблюдения строгих мер безопасности и знания совместимости материалов с растворителями.

Ацетон является наиболее популярным растворителем для ABS-пластика. Обработка парами ацетона в герметичном контейнере при температуре 50-60°C в течение 15-30 минут обеспечивает идеально гладкую глянцевую поверхность. Важно контролировать время обработки, чтобы избежать чрезмерного растворения материала.

Дихлорметан эффективен для PLA-пластика, но является более токсичным. Время обработки составляет 3-15 минут в зависимости от желаемого эффекта. Изопропиловый спирт используется для PVB-пластика и является наиболее безопасным растворителем.

D-лимонен представляет собой экологически безопасную альтернативу для HIPS и SBS пластиков, но требует значительно больше времени для обработки - от 4 до 24 часов.

7. Финишная обработка и защитные покрытия

Финишная обработка придает деталям окончательный внешний вид и обеспечивает защиту от внешних воздействий. Выбор покрытия зависит от эксплуатационных требований и эстетических предпочтений.

Грунтовка является обязательным этапом перед окрашиванием пластиковых деталей. Специальные грунты для пластика обеспечивают адгезию краски и заполняют мелкие поры. Наносится тонким равномерным слоем кистью или аэрографом.

Окрашивание выполняется акриловыми красками, которые хорошо совместимы с большинством 3D-печатных материалов. Для получения качественного покрытия наносят 2-3 тонких слоя с промежуточной сушкой. Использование краскопульта обеспечивает наиболее равномерное покрытие.

Лакирование защищает окрашенную поверхность от истирания и УФ-излучения. Используются полиуретановые или акриловые лаки с различной степенью глянца. Матовые лаки скрывают мелкие дефекты поверхности, а глянцевые подчеркивают качество обработки.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Источники:

1. 3DTool.ru. Постобработка 3D печати - основы обработки результатов FDM/SLA, 2024

2. 3DPT.ru. Постобработка деталей, напечатанных на 3D-принтере

3. Rec3D.ru. Постобработка напечатанных на FDM 3D-принтерах изделий

4. TopStanok.ru. Постобработка изделий после 3D печати. Ограничения и сложности

5. 3D-Services.ru. Постобработка изделий после 3D печати фотополимером, 2024