Obróbka precyzyjnych wydruków 3D

Każdy rodzaj druku 3D wymaga obróbki post procesowej tworzonego detalu. Obróbka ta będzie się różnić się w zależności od wybranej metody wytwarzania przyrostowego. W tym artykule prezentujemy kroki wymagane do obróbki precyzyjnych wydruków 3D wykonywanych w technologii MJP czyli Multi Jet Printing. Technologia ta odznacza się bardzo wysoką dokładnością wymiarową tworzonych prototypów 3D a stosowana jest głównie w przemyśle do tworzenia wyrobów z żywicy utwardzanej światłem UV.

obróbka wydruków 3d
Obróbka wydruków 3d

W technologii precyzyjnego druku 3D materiałem podporowym jest wosk a materiałem budulcowym foto-polimer. Drukarka 3D podczas pracy równolegle nakłada oba materiały aż do uzyskania gotowego wyrobu.

Po zakończeniu procesu druku 3D gotowy wyrób przytwierdzony jest do platformy roboczej poprzez materiał podporowy, który również znajduje się w miejscach podpierających wyrób wykonany z żywicy przez to do uzyskania finalnego produktu niezbędne jest wykonanie dalszej obróbki.

Obróbka wydrukowanego 3D detalu. Najważniejsze kroki

Utwardzenie wydruku 3D

Obróbkę precyzyjnego wydruku 3D wykonanego w technologii MJP powinniśmy rozpocząć od dodatkowego utwardzenia wyrobu światłem UV. Mimo iż lampa UV pracuje podczas procesu tworzenia elementu, jego właściwości geometryczne mogą wpłynąć na jego nierównomierne utwardzenie. Stosując dodatkowe doświetlenie utwardzimy cały wyrób aż do osiągnięcia znamionowej wytrzymałości żywicy. Proces taki powinien zostać wykonany na dedykowanym do takiej operacji stanowisku, które może posiadać lampy UV ustawione pod różnym kątem lub obrotowy stolik, na którym utwardzany wydruk 3D będzie się obracał.

Oddzieleniu wyrobów od platformy roboczej

Drugą czynnością obróbki precyzyjnego wydruku 3D jest oddzielenie wyrobu od platformy roboczej. Proces oddzielenia powinien być możliwie delikatny i nieinwazyjny, gdyż precyzyjne prototypy często posiadają cienkie ścianki oraz drobne szczegóły, które w tym procesie narażone są na uszkodzenie. By zapobiec takiemu rozwojowi wypadku wystarczy wydruk 3D wykonany w technologii MJP włożyć wraz z platformą do której jest przytwierdzony do przemysłowej lodówki (temperatura około 5 stopni), a naprężenia wosku (materiału podporowego) które się wtedy pojawią spowodują, że wyrób w bardzo delikatny sposób odłączy się od platformy roboczej gwarantując brak uszkodzeń na gotowym wyrobie.

Zgrubne oczyszczenie z materiału podporowego

Kolejnym etapem jest zgrubne oddzieleniu wydrukowanego 3D elementu od warstw podporowych wykonanych z wosku. Proces ten przeprowadza się w specjalnej maszynie utrzymującej stałą temperaturę 60 stopni Celsiusa. Proces wygrzewania podczas którego wosk się rozpuszcza trwa około 40 minut. Krok ten nie jest wstanie całkowicie oczyścić prototypu z wosku ale usuwa jego znaczną ilość.

Czyszczenie wydruków 3D w myjce ultradźwiękowej

W celu usunięcia całości wosku z wyrobu należy przeprowadzić kolejny krok obróbki precyzyjnego wydruku 3D którym jest czyszczenie w myjce ultradźwiękowej. Myjka powinna zostać nagrzana do temperatury około 60 stopni i zalana olejem, który dokładniej od wody penetruje precyzyjne kształty wyrobu i znacznie lepiej oczyszcza go z pozostałości woskowych.

Kąpiel w wodzie czyli odtłuszczenie wyrobów

Przedostatnim krokiem jest odtłuszczenie oczyszczonych wyrobów poprzez ich kąpiel w wodzie z płynem do mycia naczyń. Drobne elementy należy umieścić w sitku tak by zapobiec ich zgubieniu podczas wyjmowania oczyszczonych wydruków 3D.  Do przyspieszenia tego procesu można również użyć myjki ultradźwiękowej.

Uzyskanie docelowego koloru w technologii MJP

Ostatnim procesem obróbki precyzyjnych wydruków 3D jest ich wybarwienie na biało. Drukowane 3D wyroby w technologii MJP z materiału M3X po wyjęciu z drukarki 3D są koloru półprzeźroczystego. Sam materiał został tak zaprojektowany przez firmę 3DSystems, że wymaga on poddania go obróbce termicznej do zmiany koloru żywicy na kolor biały. Obróbka termiczna polega na szybkiej zmianie temperatury materiału do temperatury około 10 stopni Celsjusza. Taka obróbka zmienia kolor żywicy na biały ale nie zmienia wymiarów mechanicznych gotowego wyrobu.

Podsumowanie obróbki precyzyjnych wydruków 3D

Jak opisaliśmy powyżej, by otrzymać szczegółowy precyzyjny druk 3D nie wystarczy jedynie precyzyjna drukarka 3D, ale niezbędne jest wykonanie kilku kroków obróbczych po wydruku 3D, by gotowy wyrób mógł zostać uznany za zakończony i wysłany do klienta.