如何提高FDM 3D打印零件的美学和机械性能hth华体会全站app

精加工为您的FDM 3D打印部件增加了价值hth华体会全站app

hth华体会全站app3D打印技术打破了传统制造的规则。它允许工程师构建复杂的几何形状，创建大型部件，整合多个部件组件，并仅针对形式，配合和功能而不是制造过程进行设计。精加工/后处理增强了3D打印机的功能hth华体会全站app，从提供无可挑剔的，接近注塑成型的表面处理，到满足严格的公差，实现更高的耐用性和耐化学性，提高了美学和机械性能。

本文适用于Stratasys FDM打印机的用户或任何研究FDM零件后处理功能的人。它解释了可用于fdm打印部件的主要精加工操作，按精加工目标和方法分组。

内容

1. 平滑
2. 满足尺寸公差
3. 装配组件
4. 涂层

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平滑

砂光

用FDM制造的塑料部件可以用手工或轨道砂磨机进行打磨，以消除工艺固有的台阶效应。精加工专家使用各种砂砾来光滑表面以达到所需的美学效果。

材料及应用

打磨是用FDM生产的零件最常见的精加工形式，因为它是一种去除层线而不影响机械性能的简单方法。在涂漆前，如底漆、油漆或电镀，抛光者还必须打磨零件以确保表面光滑。所有FDM材料都可以进行一定程度的打磨，但请咨询增材制造项目工程师，以找到适合您应用的最佳砂砾。

设计指导方针

根据将用砂磨去除的材料的数量，可能需要调整零件设计以包括补充材料。此外，请记住，很难到达小的凹口，悬垂和孔，所以你可能需要实现一种替代的平滑方法。

蒸汽平滑

蒸汽平滑解决了用FDM制造的零件表面上的台阶问题，方法是用溶剂稍微熔化外表面。将零件浸入蒸汽室几秒钟，使塑料液化，然后将零件立即浸入冷却室以停止液化。结果是一个更光滑，更有光泽的部分。在下一节中定义的介质爆破，可以在蒸汽平滑之后使用，以提供哑光表面，通常更适合二次涂膜，涂层和电镀操作。蒸汽平滑还可以保持尺寸完整性，并有助于消除液体或气体保持应用中FDM部件的固有孔隙。

材料及应用

蒸汽平滑是实现32-63微米标准表面光洁度的快速方法腹肌和ABS-M30，当成本或时间禁止较慢，手平滑的方法。通常选择它来制备电镀或熔模铸造或液体保持几何形状的表面，如瓶子或模具中的冷却线。然而，在蒸汽平滑后，表面不是完全平坦的，可能需要额外的操作，以便油漆准备。

请注意:更强的FDM热塑性塑料，如聚碳酸酯(PC)，PPSF，聚醚酰亚胺9085和聚醚酰亚胺1010由于与溶剂发生化学反应，不能蒸汽平滑。

设计指导方针

确保材料是基于abs的FDM热塑性塑料，因为该工艺可以改变其他塑料的机械性能。零件的变化是微不足道的(不超过0.0009英寸/0.023毫米)，所以不需要包括额外的材料。但是，我们建议避免使用小的特征细节，例如文本或锋利的边缘，这些细节可能会在此过程中变形。

媒体爆

介质喷砂是一种比磨砂更快的方法来光滑零件表面，并且通常是一种更容易达到小特征或内部通道的方法。介质爆破是用喷枪和塑料介质在零件表面以高达30 psi的压力进行爆破。

材料及应用

如果需要哑光表面处理，介质喷砂通常用于去除蒸汽光滑表面的光泽。所有FDM材料都可以介质喷砂，但我们建议您咨询专家，以确定适合您特定应用的最佳介质尺寸和研磨水平。

设计指导方针

虽然介质爆破去除材料，但通常是非常小的，不影响整体尺寸精度。

质量完成/平滑

大规模精加工在金属工业中最常见，用于加工和抛光金属零件，但也有使用振动方法的自动化华体会电竞下载解决方案将同样的技术应用于塑料，使用更柔软的介质。这些零件被放置在一个充满陶瓷、塑料、合成或玉米芯介质的振动装置中，机器在振动装置中旋转几个小时，直到介质抛光表面。

材料及应用

对于更耐用的FDM材料，包括聚碳酸酯(PC)和ULTEM材料，批量整理是一个很好的选择。批量加工的一个主要优点是能够一次光滑多个零件，这是一个均匀完成小批量生产运行的好选择。相对具有腐蚀性的陶瓷介质通常用于聚醚酰亚胺9085部件，而不太具有侵略性的陶瓷介质用于PC。

设计指导方针

整体精加工效果最好的圆形部分，如管道工作，有最小的尖锐的边缘和角落。基于你的设计选择媒体是至关重要的。小零件需要小的介质，而非常详细或有特色的零件需要复杂的介质形状，如星形。请注意，制造商对所需光洁度的描述，如“拉丝”或“缎面”，描述的是金属部件的结果，而不是塑料部件。项目工程师根据材料、几何形状和所需的表面光洁度选择介质。此外，质量精加工使材料从外表面光滑，从表面去除0.0015-0.003英寸，因此根据所需的尺寸精度，您可能希望设计具有更厚外墙的部件。

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满足尺寸公差

加工

数控加工通常用于从一块材料中磨出零件。但对于复杂的增材制造零件，机械加工可以作为辅助操作，以实现非常具体的尺寸公差，这是单独3D打印无法满足的。hth华体会全站app它也经常用于为插入添加线程。

材料及应用

所有FDM材料都可以通过钻孔、攻丝、锯切、车削和铣削等操作轻松加工。

设计指导方针

机械加工不会改变3D打印零件的机械性能，但在设计零件时，调整零件的几何形状，以包括在加工过程中要去除的额外材料。hth华体会全站app

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装配组件

插入

在使用FDM制造零件期间或之后，可以植入各种金属镶件，如螺母、螺栓和垫圈。一种常见的方法是使用机械加工工艺来确定孔的尺寸，然后加热插入件并将其压入零件中。这被称为热桩。加热的塑料流进嵌件的滚花和凸脊，当塑料冷却时，它凝固以抵抗扭矩和拉出。

由于FDM每次构建一层部件，因此也可以在构建期间插入硬件。机器在某一层停止，嵌入插入，然后从该点继续构建。

材料及应用

插入件通常添加到功能原型或最终用途部件中，以固定或附加到较大组件中的其他组件上。高性能的FDM热塑性塑料，如PPSF和ULTEM，可以通过热固嵌件抵抗熔点，但可以嵌入更小的中型嵌件。与项目工程师讨论零件的使用方式和位置将有助于您确定合适的插入材料。

设计指导方针

您可以在设计文件中包含一个内置的空腔来解释插入或扩孔，这可以更准确，但也更耗时。如果您在FDM构建过程中添加硬件，还有一个额外的指导方针。FDM机器只能在Z轴上暂停，所以零件应该在X/Y平面上定向，以便将插入件放置在腔中。

热风焊接

热风焊接允许您创建比机器构建平台更大的零件。CAD设计被分成带有燕尾接头的独立部分，这些部分在单独的3D打印机上构建，然后在打印后焊接在一起。hth华体会全站app热空气焊接工具沿着接头缓慢地拉伸以熔化长丝，然后填充接缝。热风焊接的一个优点是，它不添加任何外来材料的部分-它使用相同型号的热塑性塑料。例如，与其将阻燃ULTEM材料与可能易燃的环氧树脂粘合，不如将其与ULTEM粘合，从而保持部件的整体机械性能。

材料及应用

工程师们通过对设计进行分段、构建单独的部件并将它们连接在一起，将太大而无法安装在一台机器制造平台上的部件进行焊接。切割和焊接也用于节省时间。项目工程师可以有策略地对零件进行分段，通过从零件上切下悬垂的特征并单独建造它们来消除过多的支撑结构。

设计指导方针

为了获得最佳效果，零件应在非承重区域和较厚的壁上进行分段，并采用燕尾接头，以优化整体强度。增材制造项目工程师可以帮助您根据几何形状决定零件的切割位置和方式，优化强度、制造时间和大型零件的成本。

成键

粘合是连接多个部分以创建大型部件的另一种方法。增材制造项目工程师通常使用双组分环氧树脂，因为它们具有优异的机械强度并且易于使用。将环氧树脂组分混合，然后使用分配器、刷子或渗透。氰基丙烯酸酯，也被称为超级胶水，是一种流行的快速固化粘合剂，适用于轻型粘合应用和修复。

材料及应用

一些耐化学腐蚀的FDM材料不能粘附在某些溶剂或胶水上。向增材制造项目工程师咨询，以确定零件材料的最佳连接工艺和粘合化学品。

设计指导方针

参见设计指南热风焊接．

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涂层

密封

FDM零件在机器上是天然多孔的，这对于含有气体和液体来说是一个障碍。解决方案是用防水或耐化学的环氧涂层密封部件。蒸汽平滑也密封零件表面，但仅限于不高于大气压力的应用。刷在零件表面的两部分环氧树脂产生气密密封，并耐许多化学剂。另一种选择是将FDM部件浸入环氧树脂中，并使用真空渗透环氧树脂，以产生水密密封，耐化学剂和高温。

材料及应用

环氧涂层和渗透增强了FDM部件从原型到最终用途的许多应用，包括成型工具的冷却线，燃料保存，进气歧管，管道系统等。所有的FDM材料都可以与任何一种方法兼容，并且在处理后可以在高达65 psi (448 kPa)的压力下保持密封。

设计指导方针

避免复杂的特征和内部通道，这可能很难达到涂层。如果您的零件需要满足严格的尺寸公差，我们建议环氧树脂渗透，这不会影响尺寸。

电镀

电镀是在零件表面沉积一层薄薄的金属，如铬、镍、铜、银或金。电镀涂层提供了生产金属的外观，并提供了一个坚硬，耐磨的表面与反射性能。在电镀之前，FDM部件需要用砂打磨光滑，并通过蒸汽平滑工艺，溶剂浸渍或油漆来帮助化学粘附。

材料及应用

电镀通常用于美观，但也可以增加强度和表面耐久性。在试验中，电镀FDM试验棒的抗拉强度提高了10-12倍，弯曲试验结果提高了21-24倍。增加的强度使电镀非常适合汽车应用。装饰价值也有利于家庭固定装置和家电应用。ABS-M30，腹肌和ABSplus已通过电镀测试。

设计指导方针

为了使金属正确地粘附在零件表面，它必须非常光滑。增材制造项目工程师将与您一起优化FDM构建方向，以最大限度地减少层线。您还需要在CAD模型中抵消电镀带来的额外厚度。

底漆和喷漆

FDM零件可以底漆和涂漆，以产生有吸引力的概念模型，功能原型和最终用途零件。在涂装之前，FDM部件应进行蒸汽抛光，应用阀体填料和砂光。

材料及应用

彩绘3D打印部件hth华体会全站app是理想的概念和显示模型或应用与几乎任何化妆品的要求。所有FDM材料都可以涂漆，但是腹肌和ABS-M30通常需要最少的平滑工作。

设计指导方针

如果你的部分是要油漆，它需要尽可能光滑，这是从设计开始的。选择一个可以产生光滑表面的构建方向，但要记住，方向也会影响强度。项目工程师通常会选择最小的尖端尺寸和最薄的切片，以在保持强度的同时创造光滑的表面。孔洞、切口和空腔也必须考虑在内，因为在打磨、底漆和喷漆时，它们很难到达。