مقدمة إلى المعالجة اللاحقة
تشير المعالجة اللاحقة إلى مجموعة التقنيات التي يتم تطبيقها على جسم مطبوع ثلاثي الأبعاد بعد إزالته من الطابعة. هذه التقنيات ضرورية لتحسين المظهر النهائي للمنتج، وتحسين تشطيب السطح، وتعزيز الخواص الميكانيكية، وزيادة الدقة الأبعاد، وفي بعض الحالات، دعم الامتثال للمعايير. يمكن لسير عمل المعالجة اللاحقة المنفذ بشكل جيد أن يطيل بشكل كبير من عمر الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد وقابليته للاستخدام. يمكن تصنيف تقنيات المعالجة اللاحقة على نطاق واسع إلى ثلاثة أنواع رئيسية: الطرح، والإضافة، وتغيير الخصائص.
- تقنيات الطرح: إزالة المواد لتحسين السطح أو الشكل.
- تقنيات الإضافة: إضافة مواد لتحسين تشطيب السطح أو اللون أو الوظائف.
- تقنيات تغيير الخصائص: تغيير الخصائص المتأصلة للمادة من خلال عمليات مثل المعالجة الحرارية.
تقنيات خاصة بالمواد
يعتمد اختيار تقنيات المعالجة اللاحقة المناسبة بشكل كبير على المادة المستخدمة في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد وتقنية الطباعة المحددة المستخدمة. تتطلب المواد المختلفة مناهج مختلفة لتحقيق أفضل النتائج. فيما يلي تفصيل حسب نوع المادة وتقنية الطباعة:
البوليمرات (FDM, SLA/DLP, SLS)
تستخدم البوليمرات على نطاق واسع في الطباعة ثلاثية الأبعاد نظرًا لتعدد استخداماتها وسهولة معالجتها. تتضمن تقنيات المعالجة اللاحقة الشائعة ما يلي:
- FDM (نمذجة الترسيب المنصهر): الصنفرة، والتعبئة، والتبطين، والطلاء، والتنعيم الكيميائي (لـ ABS)، والتلدين (لـ PLA).
- SLA/DLP (الطباعة الحجرية المجسمة / معالجة الضوء الرقمي): الغسيل (لإزالة الراتينج غير المعالج)، والمعالجة اللاحقة (لتصلب الراتينج بالكامل)، والصنفرة، والتلميع، والطلاء.
- SLS (تلبيد الليزر الانتقائي): الصباغة، والصنفرة، والطلاء.
المعادن (PBF, DED, Binder Jetting, Metal Extrusion)
تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية لإنتاج أجزاء وظيفية عالية القوة. تعتبر المعالجة اللاحقة ضرورية لتحقيق الخواص الميكانيكية وتشطيب السطح المطلوبين:
- PBF (دمج مسحوق السرير): المعالجة الحرارية (التلدين، تخفيف الإجهاد)، الضغط المتساوي الساخن (HIP)، التشغيل الآلي، والتلميع.
- DED (ترسيب الطاقة الموجه): التشغيل الآلي، والطحن، والمعالجة الحرارية.
- Binder Jetting (نفث الرابط): المعالجة، وإزالة الرابط (إزالة مادة الرابط)، والتلبيد، والتخلل.
- Metal Extrusion (بثق المعادن): التلبيد، والتشغيل الآلي، والتلميع.
المواد المركبة
توفر المواد المركبة مزيجًا من القوة والخصائص خفيفة الوزن. تتضمن المعالجة اللاحقة عادةً ما يلي:
- الصنفرة والطلاء والتشغيل الآلي. تعتمد التقنيات المحددة على مادة المصفوفة (البوليمر أو المعدن).
تقنيات الطرح: إزالة المواد
تقوم تقنيات الطرح بإزالة المواد لتحسين السطح أو شكل الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد.
الصنفرة والتلميع
الصنفرة هي تقنية أساسية لتنعيم الأسطح الخشنة. وهي تتضمن استخدام ورق الصنفرة ذي الحبيبات الدقيقة بشكل تدريجي، وعادةً ما تبدأ بورق صنفرة ذي حبيبات خشنة (مثل P100-P220) لإزالة العيوب الكبيرة والانتقال إلى حبيبات أدق (مثل P400-P600، P800-P1200، P2000-P3000، حتى P12000) للحصول على تشطيب ناعم. يمكن للصنفرة الرطبة، باستخدام الماء كمادة تشحيم، أن تزيد من تحسين النعومة. يتبع التلميع عملية الصنفرة، باستخدام مركبات وأدوات التلميع لتحقيق سطح لامع أو عاكس. استخدم الزيت المعدني بعد الغسيل للحصول على تشطيب سطح فائق النعومة.
الدوران
يتضمن الدوران وضع الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد في أسطوانة دوارة مع وسائط كاشطة. هذه العملية فعالة لإزالة الحواف الخشنة وتنعيم الحواف وتحقيق تشطيب سطح موحد على أجزاء متعددة في وقت واحد.
السفع الكاشط (السفع بالوسائط)
يستخدم السفع الكاشط الهواء المضغوط لدفع الوسائط الكاشطة (مثل الرمل أو الخرز الزجاجي أو الخرز البلاستيكي) على سطح الجزء. هذه التقنية مفيدة لإزالة هياكل الدعم وتنظيف الأسطح وإنشاء تشطيب غير لامع.
التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (الطحن)
يمكن استخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لتحقيق دقة أبعاد عالية وتشطيبات سطحية دقيقة على الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد. هذه التقنية مفيدة بشكل خاص للأجزاء المعدنية حيث تكون هناك حاجة إلى تفاوتات ضيقة. يمكن للطحن إزالة طبقات كاملة من المواد، أو مجرد بضعة أجزاء من المليمتر.
التنعيم / الغمس الكيميائي
يتضمن التنعيم الكيميائي تعريض الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد لبخار مذيب أو سائل يذيب السطح جزئيًا، مما يؤدي إلى الحصول على تشطيب أكثر سلاسة. يستخدم تنعيم بخار الأسيتون بشكل شائع لـ ABS. تتطلب هذه العملية تهوية مناسبة واحتياطات السلامة. اختبر على أجزاء غير حرجة أولاً بسبب الانكماش المحتمل.
تقنيات الإضافة: إضافة المواد
تتضمن تقنيات الإضافة إضافة مواد إلى الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد لتحسين تشطيب السطح أو اللون أو الوظائف.
التعبئة
تستخدم التعبئة لإصلاح العيوب، مثل الفجوات أو الفراغات، في الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد. يمكن استخدام راتنجات الإيبوكسي أو الحشوات المتخصصة. يتم تطبيق الحشو وتركه حتى يتصلب، ثم يتم صنفرته ليمتزج بسلاسة مع السطح المحيط.
التبطين
يتضمن التبطين وضع طبقة أساس على سطح الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد. يحسن البرايمر التصاق الطلاء ويساعد على ملء العيوب الطفيفة، مما يخلق سطحًا أكثر سلاسة للطلاء. استخدم طبقات رقيقة متعددة من الطلاء بالرش للحصول على أفضل النتائج.
الطلاء بالفرشاة، والطلاء بالرش، والطلاء بالغمس
تتضمن هذه التقنيات وضع طبقة سائلة على سطح الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد. الطلاء بالفرشاة مناسب للمناطق الصغيرة أو التفاصيل المعقدة. يوفر الطلاء بالرش تشطيبًا أكثر اتساقًا على الأسطح الكبيرة. يتضمن الطلاء بالغمس غمر الجزء في مادة طلاء سائلة. استخدم راتينج 2K للأسطح القوية والناعمة. رش من مسافة تقريبًا 20 سم (8-10 بوصات) بزاوية حوالي 15 درجة.
طلاء المعادن
يتضمن طلاء المعادن ترسيب طبقة رقيقة من المعدن على سطح الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد. يمكن أن يحسن هذا مظهر الجزء أو توصيله أو مقاومته للتآكل. الطلاء غير الكهربائي هو الخطوة الأولى، باستخدام النحاس أو النيكل، يليه الطلاء الكهربائي في حمام جلفاني (سمك 1-50 ميكرون). غالبًا ما تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد للمجوهرات هذه التقنية.
تقنيات تغيير الخصائص: تغيير المواد
تقوم تقنيات تغيير الخصائص بتغيير الخصائص المتأصلة للمادة، وتعزيز القوة أو المتانة أو الخصائص الأخرى.
التلدين (للبوليمرات)
يتضمن التلدين تسخين الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد إلى درجة حرارة معينة أقل من نقطة انصهاره والاحتفاظ به عند تلك درجة الحرارة لفترة معينة. يمكن لهذه العملية أن تخفف الضغوط الداخلية وتحسن الخواص الميكانيكية للجزء. بالنسبة لـ PLA، يمكن لدرجات الحرارة التي تصل إلى 110 درجة مئوية أن تحسن الخواص الميكانيكية بنسبة 4.88٪ إلى 10.26٪.
المعالجة الحرارية والضغط المتساوي الساخن (HIP) للمعادن
تتضمن المعالجة الحرارية تسخين الأجزاء المعدنية إلى درجات حرارة معينة لتغيير بنيتها المجهرية وخواصها الميكانيكية. يتضمن الضغط المتساوي الساخن (HIP) تطبيق درجة حرارة وضغط عاليين في بيئة غاز خامل لإزالة الفراغات الداخلية وتحسين الكثافة.
التلوين والتشطيب
تضيف تقنيات التلوين والتشطيب اللون وتحمي سطح الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد.
الصباغة
تتضمن الصباغة غمر الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد في محلول صبغة ساخن. تخترق الصبغة السطح، مما يضفي اللون. يعتمد الوقت المطلوب على كثافة اللون المطلوبة. استخدم محاليل غسيل منفصلة للأجزاء المصبوغة لتجنب التلوث المتبادل.
الطلاء (الأكريليك، الرش)
يتضمن الطلاء وضع الطلاء على سطح الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد. تعتبر دهانات الأكريليك متعددة الاستخدامات وسهلة الاستخدام. توفر دهانات الرش تشطيبًا أكثر اتساقًا. ضع البرايمر لملء العيوب وتحسين التصاق الطلاء.
اعتبارات السلامة
تتضمن العديد من تقنيات المعالجة اللاحقة استخدام المواد الكيميائية والمساحيق والمعدات التي يمكن أن تشكل مخاطر على السلامة. من الضروري ارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة (PPE)، مثل القفازات وأجهزة التنفس وحماية العين. تأكد من التهوية المناسبة عند العمل بالمواد الكيميائية. اتبع دائمًا تعليمات الشركة المصنعة وإرشادات السلامة.
تقديرات التكلفة والوقت
تختلف التكلفة والوقت اللازمان للمعالجة اللاحقة اعتمادًا على التقنية والمادة وتعقيد الجزء. بعض التقنيات، مثل الصنفرة والطلاء، غير مكلفة نسبيًا وتستغرق وقتًا طويلاً. يمكن أن تكون التقنيات الأخرى، مثل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي وطلاء المعادن، أكثر تكلفة وتتطلب معدات متخصصة. ضع في اعتبارك المفاضلات بين التكلفة والوقت والتشطيب المطلوب عند اختيار تقنيات المعالجة اللاحقة. تقدم Printie 3D أسعارًا شفافة لمختلف الخدمات.
