讓我們面對(duì)現(xiàn)實(shí) - 大多數(shù)3D打印機(jī)出來(lái)的部件......有點(diǎn)難看。有移除支撐，粉末和樹(shù)脂清除，以及關(guān)鍵的表面和加工功能。沒(méi)有這些二次操作，印刷部件幾乎沒(méi)有價(jià)值。

正如任何零件設(shè)計(jì)師所告訴你的那樣，增材制造(AM)的復(fù)雜性可能是免費(fèi)的，但后期處理需要使他或她最新的想法功能和美學(xué)上的愉悅需要大量的成本。

“我們工廠的三分之二用于后處理技術(shù)人員和設(shè)備 - 只有三分之一用于實(shí)際印刷，”位于賓夕法尼亞州阿倫敦的服務(wù)機(jī)構(gòu)ProtoCAM的增材制造副總裁Ed Graham說(shuō)?！斑@些技術(shù)人員，平均任期為15年。在這方面我們非常幸運(yùn)，因?yàn)槿绻阈枰獡碛羞@些技能的人，那就無(wú)處可去。對(duì)我來(lái)說(shuō)，印刷是增材制造的一個(gè)更容易的部分。它的后期處理很難?！?

鋤頭的艱難行

歡迎來(lái)到未來(lái)

但是什么使后處理變得如此困難，為什么它首先是必要的呢?使用激光驅(qū)動(dòng)的打印機(jī)比大多數(shù)數(shù)控機(jī)床的成本更高 - 而且往往更多 - 人們會(huì)認(rèn)為他們可以在黃金時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)備好零件，而無(wú)需人工清潔，噴砂，刮削和打磨。

要回答這些問(wèn)題，有必要了解3D打印過(guò)程。AM的名字表明，通過(guò)逐漸向工件添加材料，通常一次一個(gè)紙薄層。正如辦公樓在施工期間可能需要支撐以保持墻壁和地板穩(wěn)定一樣，許多添加工藝也需要格子狀結(jié)構(gòu)形式的支撐，以防止新生工件在生產(chǎn)過(guò)程中下垂或翹曲。必須在構(gòu)建后刪除這些支持。

逐層構(gòu)建過(guò)程還會(huì)在所有非水平零件表面上創(chuàng)建階梯效應(yīng)。一旦零件離開(kāi)腔室，這些層通常需要一定程度的平滑，并且功能表面可能需要二次加工。例如，孔通常需要鉸孔或鉆孔; 螺紋部件必須攻絲或螺紋銑削; 并且，根據(jù)工件的尺寸，幾何形狀和所使用的添加工藝的類型，尺寸規(guī)格小于±0.005英寸左右的特征需要在CNC加工中心，車床，EDM或磨床上完成。

還有需要考慮的原材料。從粉末床3D打印機(jī)中取出的零件類似于一個(gè)嚴(yán)重烘烤的蛋糕，金屬或塑料塊楔入其口袋和縫隙中，而從樹(shù)脂打印機(jī)的桶中出來(lái)的那些通常是粘糊糊的。同樣，必須從新生工件上除去所有這些多余的粉末或樹(shù)脂，并回收剩余的材料供以后使用。

印刷金屬部件 - 近年來(lái)AM顯著增長(zhǎng)的一個(gè)關(guān)鍵原因 - 必須從其底板上切掉，然后進(jìn)行熱處理以去除印刷過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。完成剛剛描述的二次加工后，零件經(jīng)常被涂漆，陽(yáng)極氧化或電鍍，就像減少制造的部件一樣。

類似地，聚合物部件可以涂漆或電鍍，但通常在類似復(fù)活節(jié)彩蛋的過(guò)程中染色。

后處理前后的樹(shù)脂部分。

對(duì)速度的需求

幸運(yùn)的是，加工和制造行業(yè)已經(jīng)對(duì)制造零件進(jìn)行了幾個(gè)世紀(jì)的后處理，實(shí)際上所有用于此的傳統(tǒng)方法對(duì)3D打印組件同樣有效。但隨著AM從長(zhǎng)期的原型技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹髁鞯慕K端零件制造流程，挑戰(zhàn)在于擴(kuò)展和自動(dòng)化這些流程以支持添加劑量產(chǎn)。

格雷厄姆說(shuō)：“現(xiàn)在這個(gè)行業(yè)正在發(fā)生變化?！?“使用人工來(lái)完成原型甚至幾十個(gè)零件可能具有成本效益，我們現(xiàn)在看到1000件以上的訂單。這就是為什么更高效的后處理方法現(xiàn)在變得越來(lái)越重要，因?yàn)樽罱兄攸c(diǎn)都放在最終用途材料，更快的打印時(shí)間，更大的構(gòu)建包絡(luò)，以及最終更高的產(chǎn)量?！案咝У暮筇幚聿粌H僅是對(duì)速度的需求，然而。格雷厄姆說(shuō)，重復(fù)性和一致性是手動(dòng)零件加工難以實(shí)現(xiàn)的同等重要屬性。

這解釋了ProtoCAM最近對(duì)DyeMansion北美自動(dòng)化零件清洗機(jī)的投資，ProtoCAM使用該自動(dòng)零件清洗機(jī)對(duì)來(lái)自HP MultiJet Fusion 3D打印機(jī)的零件進(jìn)行后處理。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)

類似的系統(tǒng)可從PostProcess Technologies Inc.，Buffalo，NY獲得，其為所有3D打印材料和印刷技術(shù)提供支撐去除和表面處理設(shè)備。

首席技術(shù)培訓(xùn)師Andy Kottage表示，自動(dòng)化，經(jīng)濟(jì)高效的后期處理取決于三個(gè)要素：硬件，軟件和化學(xué)。每個(gè)都根據(jù)零件材料和幾何形狀的獨(dú)特組合進(jìn)行應(yīng)用。

“我們所有的解決方案都考慮到了這些因素，但必要的智能從軟件開(kāi)始，”他解釋道?！霸霾闹圃焓且粋€(gè)非常數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的過(guò)程，我們很早就意識(shí)到我們可以使用這些數(shù)據(jù)來(lái)管理后處理零件所需的化學(xué)和機(jī)械能，并非常密切地模擬技術(shù)人員的行動(dòng)。”

整個(gè)進(jìn)程如何運(yùn)作?任何通過(guò)洗車駕駛車輛的人都會(huì)理解PostProcess方法，除了這種洗車能夠指導(dǎo)精確的磨料或化學(xué)物質(zhì)流，無(wú)論需要什么壓力和速度來(lái)移除每一個(gè)階梯，建立支撐和一點(diǎn)粉末。最重要的是，商店建造零件數(shù)百或數(shù)千，該系統(tǒng)專為自動(dòng)化大規(guī)模生產(chǎn)而設(shè)計(jì)。

PostProcess Tech還有一種潛水技術(shù)，允許工件在罐內(nèi)的籃子內(nèi)自由漂浮，然后通過(guò)先進(jìn)的泵送方案暴露于超聲波能量，熱量和化學(xué)作用，這有助于攪動(dòng)部件并使其“翻轉(zhuǎn)”。 Kottage說(shuō)，洗澡可以更有效地接觸。它主要用于采用熔融沉積成型，PolyJet，立體光刻和其他聚合物打印機(jī)構(gòu)建的產(chǎn)品。

通過(guò)將工件固定在碗內(nèi)，R?sler的R 150 DL-2旋轉(zhuǎn)振動(dòng)器可對(duì)許多3D打印組件進(jìn)行徹底和可預(yù)測(cè)的精加工。

沒(méi)有一站式購(gòu)物

密歇根州巴特爾克里克R?slermetalFinishing USA的首席執(zhí)行官Bernie Kerschbaum 表示，后處理遠(yuǎn)不是一刀切的技術(shù)。

“許多人進(jìn)入增材制造業(yè)詢問(wèn)，'好吧，什么是一種適合我的整理方法?'”他說(shuō)?！皢?wèn)題在于沒(méi)有一種方法，而且往往甚至不是一步到位的方法?！?

Kerschbaum表示，R?sler的后加工方法與大規(guī)模完成鑄件和鍛件，注塑成型塑料零件，金屬?zèng)_壓件和機(jī)加工零件的工藝并沒(méi)有什么不同，這是德國(guó)公司自1933年以來(lái)一直在努力解決的問(wèn)題。與傳統(tǒng)制造的零件一樣，基于各種因素，可以采用任何數(shù)量的方法對(duì)3D打印的零件進(jìn)行后處理。

“這些零件是如何制造的并不重要，”他說(shuō)?！盁o(wú)論是加法還是減法......成功的后處理確實(shí)沒(méi)有比找到正確的過(guò)程或過(guò)程組合以獲得理想結(jié)果更多的東西。解決表面處理挑戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)整個(gè)生產(chǎn)鏈的良好理解將有助于為任何部件找到最具成本效益的解決方案?！?