Jika anda pernah memegang bahagian bercetak nilon SLS 3D baru dari platform binaan, anda tahu bahawa produk asas mempunyai kemasan mentah dan bertekstur, bedak longgar yang melekat pada setiap celah dan tepi tajam yang boleh menangkap fabrik atau kulit calar. Sebagai pembekal alat ganti percetakan SLS 3D nilon, saya telah menghabiskan lima tahun yang lalu untuk menapis aliran kerja pasca pemprosesan yang menjadikan bahagian binaan yang tidak digilap itu menjadi bahagian yang berfungsi dan berprestasi tinggi untuk industri daripada robotik kepada peranti perubatan. Pemprosesan pasca yang betul bukan sahaja meningkatkan estetika—ia menguatkan kekuatan, fleksibiliti dan ketahanan nilon yang wujud, menjadikan perbezaan antara prototaip yang berfungsi dan bahagian guna akhir yang tahan sehingga bertahun-tahun haus. Dalam siaran ini, saya akan memecahkan kaedah pasca pemprosesan yang paling boleh dipercayai dan diuji industri untuk bahagian nilon SLS, berkongsi contoh dunia sebenar tentang cara kami menggunakan teknik ini dan menggariskan cara memilih aliran kerja yang betul untuk projek khusus anda.
Pertama, adalah penting untuk membumikan perkara ini dalam perkara yang menjadikan bahagian nilon SLS unik. Pensinteran Laser Terpilih (SLS) menggabungkan serbuk nilon lapisan demi lapisan dengan laser berkuasa tinggi, jadi bahagian dibina dalam lapisan serbuk tidak tersinter yang bertindak sebagai struktur sokongan semula jadi. Ini bermakna tidak memerlukan bahan sokongan tambahan semasa pencetakan, yang merupakan manfaat besar untuk geometri yang kompleks—seperti saluran dalaman yang unik dalam perumah tangan robot tersuai untuk robot humanoid & tangkas yang kami hasilkan pada suku lepas. Walaupun dengan kelebihan itu, pasca pemprosesan tidak boleh dirunding untuk membuka kunci potensi penuh bahagian. Proses ini bermula dengan nyah serbuk, satu langkah asas yang kebanyakan pembekal mendapat betul tetapi yang boleh membuat atau memecahkan kerja berikutnya.
Nyah serbuk ialah langkah kritikal pertama, dan tiada pendekatan yang sesuai untuk semua di sini. Untuk bahagian yang kecil dan rumit dengan rongga dalaman yang ketat (seperti gear atau penyambung elektrik), kami menggunakan letupan udara termampat dengan sistem udara kering bertekanan rendah. Udara bertekanan tinggi boleh merosakkan dinding nilon SLS nipis, yang berliang sejurus selepas mencetak, jadi kami mengawal udara kepada 20-30 PSI dan mengarahkannya melalui muncung mesin tersuai yang mencecah celah-celah tersembunyi. Untuk bahagian yang lebih besar atau kumpulan komponen bersaiz sederhana, gelas penyahserbuk emparan berfungsi dengan lebih baik. Kami memuatkan bahagian dan media nilon boleh guna semula ke dalam dram berputar, di mana geseran daripada tindakan berguling menanggalkan serbuk longgar tanpa menggaru permukaan bahagian. Untuk pemasangan yang sangat kompleks, seperti bahagian model cetakan 3D yang dimaksudkan untuk prototaip seni bina, kami akan menggabungkan letupan udara dengan memberus manual menggunakan berus nilon yang kaku untuk mengeluarkan serbuk daripada celah kecil yang tidak dapat dicapai oleh gelas. Matlamat di sini bukan sekadar kosmetik—serbuk terperangkap boleh menyebabkan bahagian tersekat semasa pemasangan, atau bahkan melelas permukaan mengawan, jadi langkah ini mengambil masa yang diperlukan untuk memastikan setiap rongga jelas.
Setelah bahagian dinyahserbuk sepenuhnya, langkah seterusnya ialah kemasan permukaan, di mana peningkatan terbesar dalam rupa dan prestasi berlaku. Tekstur berliang semula jadi nilon (hasil sampingan daripada proses pensinteran SLS) boleh menjadi kelemahan bagi bahagian yang perlu menahan kelembapan, bahan kimia, atau mempunyai kemasan industri yang licin. Kaedah kemasan permukaan yang paling biasa untuk bahagian SLS nilon ialah pelicinan wap, dan ia telah menjadi pengubah permainan untuk pelanggan kami. Pelicinan wap berfungsi dengan mendedahkan bahagian nilon kepada asap pelarut seperti diklorometana atau etanol, yang mencairkan sedikit lapisan luar nilon, mengisi liang permukaan dan menggabungkan garisan lapisan yang wujud pada cetakan SLS. Kami mengawal masa dan suhu pendedahan untuk mengelakkan kelicinan berlebihan—rawatan berlebihan boleh menyebabkan bahagian kehilangan butiran permukaannya atau malah meledingkan, terutamanya untuk komponen berdinding nipis. Sebagai contoh, apabila kami menghasilkan sekumpulan perumahan perubatan yang perlu dimeterai sepenuhnya dan mudah dibersihkan, kami menggunakan kitaran pelicinan wap selama 10 minit yang mengurangkan kekasaran permukaan daripada Ra 12 (SLS mentah) kepada Ra 2, menghasilkan kemasan licin, tidak berliang yang lulus ujian biokompatibiliti ISO 10993. Bercakap tentang bahagian perubatan, kaedah ini juga digunakan secara meluas untuk pencetakan SLA 3D untuk bahagian perubatan yang memerlukan tahap kebersihan dan konsistensi yang tinggi, walaupun campuran pelarut dilaraskan sedikit untuk jenis plastik yang berbeza.
Bagi pelanggan yang memerlukan kemasan matte, bertekstur sedikit dan bukannya berkilat, penggilap mekanikal adalah alternatif yang lebih baik. Terdapat dua kaedah penggilap mekanikal utama yang kami harapkan di kemudahan kami. Pertama, penggilap bergetar, di mana bahagian dimuatkan ke dalam tab dengan media seramik dan sebatian penggilap lembut, dan digetar pada kelajuan tinggi selama 4-8 jam. Ini bagus untuk kumpulan bahagian kecil yang serupa seperti pengikat atau pengatur jarak, kerana ia menghasilkan kemasan seragam tanpa memerlukan kerja manual. Untuk bahagian yang lebih besar, sekali sahaja seperti komponen lengan robot tersuai, kami menggunakan penimbalan manual dengan roda kapas dan pes penggilap berasaskan nilon. Penimbalan manual membolehkan kami menyasarkan kawasan tertentu—seperti tepi tajam gear yang mungkin terlalu licin untuk sesetengah aplikasi, atau permukaan pelekap rata yang perlu sekata sempurna—sambil meninggalkan kawasan lain dengan tekstur halus dan tidak licin. Kelemahan penggilap mekanikal ialah ia boleh mengeluarkan sejumlah kecil bahan, jadi kami melaraskan toleransi cetakan kami dengan sewajarnya untuk bahagian yang perlu mengekalkan dimensi yang tepat.
Satu lagi langkah pasca pemprosesan yang sering diabaikan ialah penyepuhlindapan, yang meningkatkan sifat mekanikal nilon dengan mengurangkan tekanan dalaman yang terkumpul semasa pencetakan SLS. Bahagian SLS sejuk dengan cepat selepas pensinteran, yang meninggalkan tekanan dalaman kecil yang boleh menyebabkan meledingkan, retak atau prestasi tidak konsisten dari semasa ke semasa—terutamanya untuk bahagian yang terdedah kepada suhu tinggi atau beban berulang. Penyepuhlindapan berfungsi dengan memanaskan bahagian pada suhu betul-betul di bawah takat lebur nilon (sekitar 170°C untuk PA12 standard, nilon SLS yang paling biasa) dan menahannya selama 2-4 jam, kemudian biarkan ia sejuk perlahan-lahan dalam ketuhar yang dikawal suhu. Kami telah menguji ini pada bahagian untuk peralatan perindustrian, dan penyepuhlindapan meningkatkan kekuatan tegangan bahagian SLS nilon kami sehingga 15%, menjadikannya mampu menahan beban yang lebih tinggi tanpa putus. Sebagai contoh, pelanggan yang memerlukan perumah untuk penggerak robotik beban tinggi pada asalnya mempunyai bahagian yang retak selepas 10,000 kitaran beban; selepas penyepuhlindapan, bahagian yang sama berjaya melalui 50,000 kitaran tanpa kerosakan. Penyepuhlindapan juga penting untuk bahagian yang akan digunakan di luar rumah, kerana ia menjadikan bahan lebih tahan terhadap turun naik suhu dan pendedahan UV.
Untuk bahagian yang memerlukan ketahanan tambahan, ketahanan terhadap bahan kimia, atau kemasan berwarna, kami menggunakan salutan dan pengecatan sebagai langkah terakhir. Nylon ialah polimer separa kristal, jadi ia tidak melekat dengan baik pada cat atau salutan standard tanpa penyediaan permukaan. Kami sentiasa mengampelas dan membersihkan bahagian dengan alkohol isopropil sebelum menyalut, untuk membuang sebarang bahan cemar yang tinggal yang akan menghalang lekatan. Salutan yang paling biasa kami gunakan ialah salutan serbuk, yang digunakan secara elektrostatik dan diawetkan dalam ketuhar. Salutan serbuk menghasilkan kemasan tebal dan tahan lama yang tahan calar, bahan kimia dan kelembapan—sesuai untuk bahagian luar atau perumah peralatan industri. Bagi pelanggan yang mahukan salutan yang lebih ringan dan fleksibel, kami menggunakan salutan poliuretana yang jelas atau berwarna, yang menambah lapisan perlindungan nipis tanpa mengurangkan fleksibiliti ciri nilon. Kami juga telah bereksperimen dengan bahagian SLS nilon berwarna dengan menambahkan pigmen pada serbuk semasa pencetakan, tetapi selepas salutan memberikan pelanggan lebih kawalan ke atas padanan warna yang tepat, serta pilihan untuk menambah perencat UV pada salutan untuk aplikasi luar.
Sekarang, mari kita bincangkan tentang cara memilih kaedah pasca pemprosesan yang betul untuk projek khusus anda, kerana satu saiz pasti tidak sesuai untuk semua. Jika anda membuat prototaip yang hanya perlu kelihatan bagus untuk pameran perdagangan, pelicinan wap atau penggilapan getaran akan memberi anda kemasan siap bilik pameran dalam beberapa jam. Jika anda membuat bahagian guna akhir yang perlu menahan beban yang berat, penyepuhlindapan tidak boleh dirundingkan dan anda perlu memasangkannya sama ada dengan penggilap mekanikal atau salutan serbuk untuk ketahanan. Untuk bahagian perubatan, nyah serbuk adalah lebih kritikal, dan kami selalunya akan menambah langkah pembersihan ultrasonik sekunder dalam air suling untuk memastikan tiada sisa serbuk tertinggal dalam rongga dalaman.
Perlu diingat juga bahawa pemprosesan pasca menambah masa utama, jadi apabila anda merancang garis masa projek anda, anda harus membina dalam 1-3 hari tambahan untuk langkah ini, bergantung pada kerumitan bahagian tersebut. Bahagian SLS mentah mengambil masa kira-kira 1-2 hari untuk dicetak, tetapi pasca pemprosesan boleh menambah 1-5 hari lagi, bergantung pada kaedah. Kami sentiasa menyampaikan garis masa ini dengan jelas kepada pelanggan terlebih dahulu, jadi tiada kejutan.
Sebagai pembekal, kami juga telah mengetahui bahawa mendengar keperluan khusus pelanggan kami adalah penting. Beberapa tahun yang lalu, syarikat permulaan datang kepada kami dengan perumah tangan robotik tersuai untuk robot humanoid & tangkas, dengan geometri kompleks yang merangkumi 12 saluran dalaman kecil dan cangkang luar yang licin. Mereka memerlukan bahagian itu cukup kuat untuk mencengkam objek tanpa patah, tetapi cukup ringan untuk mengekalkan berat robot yang rendah, dan mereka memerlukan saluran dalaman untuk bebas sepenuhnya daripada serbuk supaya udara boleh mengalir melalui penyepaduan sensor. Kami menggunakan gabungan depowdering emparan untuk mengeluarkan sebahagian besar serbuk, diikuti dengan letupan udara termampat dengan muncung halus untuk membersihkan saluran dalaman, kemudian penyepuhlindapan untuk mengurangkan tekanan dalaman, dan akhirnya salutan poliuretana nipis untuk mengelak permukaan. Bahagian ini berfungsi dengan sempurna untuk prototaip pertama mereka, dan mereka telah memesan 50 unit lagi.
Sudah tentu, kami tidak hanya membuat bahagian nilon di kemudahan kami. Kami bekerja dengan pelbagai jenis bahan, termasuk plastik ABS untuk prototaip pantas apabila rintangan hentaman menjadi keutamaan, seperti yang anda boleh lihat di pautan ini untuk Prototaip Pantas Plastik ABS Perkhidmatan Pencetakan 3D. Untuk bahagian logam, kami menawarkan Bahagian Logam Percetakan 3D berkualiti tinggi Keluli Tahan Karat Aluminium SLA untuk aplikasi perindustrian, dan untuk peranti perubatan, kami mempunyai pengalaman bertahun-tahun dengan Percetakan 3D SLA untuk Bahagian Perubatan yang memenuhi piawaian kawal selia yang ketat. Semua bahagian kami, tanpa mengira bahan, menjalani pasca pemprosesan yang ketat untuk memastikan ia memenuhi spesifikasi tepat pelanggan kami.
Jika anda sedang mengusahakan projek yang menggunakan bahagian SLS nilon, aliran kerja pasca pemprosesan yang betul boleh mengubah bahagian yang baik menjadi yang hebat. Di kemudahan kami, kami bukan sahaja mengikut langkah pasca pemprosesan generik—kami menyesuaikan setiap aliran kerja mengikut keperluan pelanggan, menguji sampel, melaraskan garis masa dan menyemak kualiti pada setiap langkah untuk memastikan bahagian akhir adalah tepat seperti yang mereka perlukan. Sama ada anda membuat prototaip, komponen robotik tersuai atau peranti perubatan, kami mempunyai kepakaran untuk membimbing anda melalui keseluruhan proses, daripada reka bentuk hingga bahagian akhir.
Jika anda mempunyai soalan tentang pasca pemprosesan bahagian SLS nilon anda, atau jika anda ingin meminta sebut harga untuk projek anda yang seterusnya, kami ingin membantu anda membangunkan aliran kerja yang sesuai dengan keperluan anda. Hubungi pasukan kami hari ini untuk memulakan perbualan.
Rujukan:
- Gibson, I., Rosen, DW, & Stucker, B. (2015). Teknologi Pembuatan Aditif: Percetakan 3D, Prototaip Pantas dan Pembuatan Digital Terus. Springer.
- Ahn, D. (2015). "Penyah serbuk dan Kemasan Bahagian Tersinter Laser Terpilih." Jurnal Proses Pembuatan, vol. 20, ms 492-500.
- ISO 10993-5:2009, Penilaian biologi peranti perubatan - Bahagian 5: Ujian untuk sitotoksisiti in vitro.
- Ding, J., et al. (2020). "Kesan Penyepuhlindapan pada Sifat Mekanikal Nilon 12 Bahagian Yang Difabrikasi oleh Pensinteran Laser Terpilih." Bahan & Reka Bentuk, jld. 192, hlm. 108765.
