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如何使3d打印模型看起来像成品零件(国外文章翻译)

每个人都知道快速原型是3d打印应用最广泛方面之一。对于新产品设计开发,用3d打印机一天内加工出原型已成为常规方法。

3d打印快速原型

过去六年中,我一直从事产品设计开发工作,我明白3d打印新开发产品原型的重要意义。

与客户沟通创意与解决方案一直是我面临最大挑战之一。不管我如何努力解释,或者花费多个小时渲染出非常漂亮的图片,亦或者制作形象的展示等,让客户想象明白我的设计总是困难重重。

但是那很正常,不是所有人都受过专业训练,不是所有人都能理解CAD截图、渲染效果图或者产品本身。

不过通过3d打印模型来展示你的设计,结果会完全不同。当客户第一眼看到3d打印出的产品时,他们会发出惊叹,脸上会漏出笑容,有时甚至会像小孩得到心爱的玩具一样。

现在也许你已经知道,3d打印零件有时候会比较笨重、粗糙。在我把产品展示给客户之前,我会使用传统方法让模型看起来和真实产品一样。在我们的几个项目中,我们都是先向潜在客户展示完全3d打印产品,最后才加工注塑模具。客户反响很好,客户很喜欢我们设计的产品,客户在投入大量资金试生产前已经获得有效反馈。

下文是我在工作中积累的3d打印零件后处理和喷漆的实践经验。

1、3D模型准备

3d打印模型的摆放方位至关重要。你在打印机内摆放模型的方式会影响到产品的层可见性、表面质量,也不增加或者减少产品后处理时间。根据零件的几何形状,你模型的摆放位置应该使台阶纹最少,尤其是在模型的曲面上。简单来说,曲面摆放方向应该与层打印方向垂直。

3d打印模型摆放

另外,要注意朝向打印机底部的面,在这些面上会添加支撑。3d打印机开始加工的一侧(也就是生成支撑的面)表面质量较差。

你应当注意,为了提高表面质量调整模型的摆放角度有可能会增加材料消耗,3d打印成本会增加。

模型准备阶段另一个重要方面是STL文件的质量问题。当导出STL文件时,尽量使用高质量网格细分。大部分CAD软件的导出工具都比较成熟,可以让你预览模型网格,需要时可通过增加三角面片数量来提高网格质量。高网格质量的模型表面更为光滑,尤其是对于复杂曲面。

3d打印STL文件导出

2、产品后处理

后处理工作量受多方面因素影响。首先,你使用的是哪种3d打印工艺加工零件?如果采用SLA或者Polyjet工艺,那么你所需的后处理工作就比较少。另一方面,如果你使用FDM或者SLS工艺打印产品,将需要更多工作量。根据你需要的标准粗糙组级别,有几种方法可以使零件表面光滑。

采用FDM、SLS工艺打印完产品后,最好要使用珠光处理工艺使表面光滑。对于FDM零件,建议使用塑形介质。对于SLS零件,建议使用玻璃珠。处理后产品的表面会更为光滑,但是大多数情况下纹理仍然可见。

表面处理最有效的方式是手工打磨。借助砂纸和双手,你几乎可以得到各种光滑级别的表面。但是最终打印效果和你的手艺和耐心相关。建议使用填料来封上层间间隙,使模型表面变得光滑。

3d打印零件如果没有进行珠光处理,最好从400目湿砂纸开始打磨,接着使用600目砂纸。如果表面质量要求很高,最后可以用2000目砂纸打磨。对模型中难以打磨部位,个人建议使用指甲锉刀来处理。

3d打印零件打磨

未得到镜面处理效果,零件表面必须要使用涂料。你可以使用塑料勺在产品表面很快铺满一厚层填料。当填料干燥后,用湿砂纸打磨光滑表面。镜面效果可以通过颜料或油漆来实现,打磨的目的仅仅是为了获得光滑的表面。

尽管使用手持砂轮充满诱惑,但我们并不推荐这种方法,因为大部分情况下产品表面会不可避免留下痕迹。最后你的产品表面会满是划痕,看起来非常不好。

SLA或者Polyjet工艺加工的产品需要额外后处理较少。对于这些零件,最好使用湿砂纸手工打磨支撑面以及有轻微台阶纹的表面。

3、涂漆与上色

上色是3d打印后处理最有趣的部分,同时也是最有挑战力的部分。为了保证上色效果,产品表面必须处理的很好。零件表面无油渍、无尘是保证油漆粘附性的关键。在上色前用温肥皂水来清洁产品表面。

上色最简单的方式是喷漆——不管是颜料铺可买到的常规颜色,还是用于套装模型的特殊色彩。这种方式的缺点在于难以控制油漆的细腻程度,将会导致产品表面有颗粒感。

为保证最佳上色效果,我建议使用带有小喷嘴的喷笔,在喷漆的时候可以控制气压。对于常规的白、黑、红等颜色,可以直接够买相应色彩的漆。对于特殊的颜色可以自我混合丙烯酸(类)涂料。它能让原型的色彩与最终产品完全一致。

不要忘记用溶剂来稀释涂料,它让涂料喷射过程变得容易。涂料与溶剂必须按照合适比例混合,否则油漆会过稠或过稀。过稠会使产品出现颗粒感,过稀会出现水彩效应。为保证最佳效果,建议按照供应商要求调配。

3d打印零件喷漆

上色前需要先在零件表面喷几层塑料底漆,底漆会确保涂料良好的附着性。底漆干燥后,你可以开始特定颜色的喷涂。用喷笔上色需要多次尝试和一定的实践经验。

使用喷笔上色,你的手必须很稳。沿着正确的路径移动喷笔,直至整个产品表面覆盖满涂料。在同一个位置不要长时间停留喷笔,油滴将毁了你完美的零件。

喷完漆后,可以使用超细的砂纸对产品表面进行手工打磨,这能使产品表面达到高光效果。

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    文章来源:http://blog.grabcad.com/

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