Постобработка FDM-деталей: шлифовка, покраска, склейка и сборка

Не каждая FDM-деталь требует постобработки.

Технический кронштейн может использоваться сразу после печати, а окрашиваемый корпус потребует нескольких дополнительных операций.

Поэтому сначала нужно определить:

что должно измениться после печати — внешний вид, размер, соединение или функция?

Это одна из самых распространённых операций после печати.

После удаления поддержек могут оставаться:

• следы контакта;

• шероховатость;

• локальные выступы;

• повреждения тонких элементов.

Для скрытой технической поверхности это может быть допустимо.

Для декоративной или посадочной зоны — нет.

Это разные задачи.

Цель:

• уменьшить видимость слоёв;

• получить ровную поверхность;

• изменить цвет;

• подготовить внешний корпус.

Цель:

• получить нужный диаметр отверстия;

• сформировать посадку;

• довести плоскость;

• установить резьбовую вставку;

• собрать узел.

Косметическую поверхность оценивают визуально.

Функциональный размер — по геометрическим требованиям.

Шлифовка используется для:

• снятия следов поддержек;

• уменьшения видимости слоёв;

• подготовки под грунт;

• обработки шва после склейки.

Но при механическом шлифовании термопласт может локально нагреваться.

Избыточный нагрев способен:

• размягчать поверхность;

• размазывать материал;

• менять геометрию края;

• ухудшать качество обработки.

Поэтому полезно контролировать:

• давление;

• скорость;

• продолжительность контакта;

• нагрев поверхности.

Это особенно важно на тонких стенках и небольших деталях.

Если поверхность является:

• посадочной;

• направляющей;

• уплотняемой;

• частью точного сопряжения,

снятие материала должно быть контролируемым.

Нельзя улучшать внешний вид ценой потери размера.

Грунт-наполнитель помогает сгладить:

• небольшие линии;

• следы шлифования;

• мелкие поверхностные дефекты.

Но он добавляет материал на поверхность.

Поэтому его слой нужно учитывать возле:

• крышек;

• направляющих;

• защёлок;

• посадок.

Недостаточно выбрать только цвет краски.

Нужно проверить совместимость всей последовательности:

пластик → подготовка поверхности → грунт → краска → при необходимости защитное покрытие

Несовместимые материалы могут привести к:

• плохой адгезии;

• растрескиванию;

• размягчению основы;

• отслаиванию.

Поэтому готовую систему покрытия лучше проверять на том же материале и поверхности, что будут использоваться в изделии.

Для критичного отверстия часто рациональнее:

1. напечатать предварительную геометрию;

2. затем просверлить или развернуть отверстие.

Это позволяет отделить формирование основной детали от получения конечного функционального размера.

Некоторые FDM-детали можно:

• сверлить;

• подрезать;

• фрезеровать локально.

Но нужно учитывать:

• нагрев;

• закрепление детали;

• направление слоёв;

• возможный скол;

• деформацию тонких участков.

Металлические резьбовые вставки позволяют получить износостойкую резьбу в пластиковой детали.

Но отверстие под вставку проектируется под:

• конкретную вставку;

• материал;

• геометрию;

• способ монтажа.

Подробнее — отверстия, резьбы и вставки.

Клей выбирают под:

• конкретный полимер;

• площадь стыка;

• температуру;

• среду эксплуатации;

• тип нагрузки.

Не существует универсального состава для PLA, PETG, ABS, PA и TPU.

Клеевой стык может работать:

• на сдвиг;

• на отрыв;

• на растяжение;

• на изгиб.

Это важно, потому что один и тот же клей и один и тот же материал могут по-разному работать при разных направлениях нагрузки.

Конструкцию стыка желательно проектировать так, чтобы соединение работало в благоприятном для него режиме.

Химическое сглаживание зависит от материала.

Растворитель, подходящий для одной группы полимеров, может:

• не действовать на другую;

• повредить её;

• создать опасные пары.

Химическая обработка также способна менять:

• геометрию;

• размер;

• поверхность.

Поэтому универсальной технологии «сглаживания FDM» нет.

Если изделие печатается секциями, полезно заранее предусмотреть:

• место стыка;

• позиционирование;

• штифты;

• доступ к клею;

• возможность обработать шов.

Постобработка может включать:

• винты;

• резьбовые вставки;

• гайки;

• склейку;

• установку компонентов.

В таком случае она уже является частью производственной технологии изделия.

После:

• шлифования;

• грунтования;

• окрашивания;

• сверления;

• механической доводки

фактическая геометрия меняется.

Если есть критичные поверхности, это нужно учитывать ещё на этапе CAD и технологической последовательности.

Постобработка — не обязательная «косметика после принтера».

Она может быть частью получения:

• нужного внешнего вида;

• функционального размера;

• соединения;

• готового узла.