Вибрационная обработка SLS 3D-печатных деталей: полное руководство
Вибрационная обработка SLS 3D-печатных деталей: полное руководство
Вибрационная обработка (вибрационное галтование) — это проверенный метод улучшения твердости и гладкости поверхности различных материалов. Изначально она применялась для удаления заусенцев с металлических деталей после механической обработки или штамповки, но сегодня многие производители используют её как важный этап постобработки 3D-печатных деталей.
Для деталей, напечатанных методом селективного лазерного спекания (SLS), которые иногда имеют зернистую поверхность, вибрационная обработка помогает подготовить их к конечному использованию или улучшить их функциональность в сборках.
В этом руководстве мы расскажем о выборе оборудования, материалов и лучших практиках для достижения оптимальных результатов.
Процесс и преимущества вибрационной обработки
Вибрационный галтовочный барабан перемешивает детали с абразивными гранулами (металлическими, керамическими, пластиковыми или органическими, например, из скорлупы грецкого ореха), создавая трение, которое сглаживает поверхность и повышает её твердость. Этот метод популярен благодаря доступности оборудования, экономичности и возможности автоматизации.
Ключевые преимущества для 3D-печати:
✅ Улучшение функциональности – снижение шероховатости уменьшает коэффициент трения, что важно для подвижных деталей (петли, зажимы, механизмы).
✅ Снижение пористости – обработанные детали лучше сопротивляются впитыванию жидкостей.
✅ Эстетика – поверхность становится более гладкой и однородной, что улучшает адгезию покрытий (краска, Cerakote).
Выбор галтовочного оборудования
Оборудование для вибрационной обработки можно разделить на три категории:
| Тип оборудования | Примеры | Стоимость | Идеально для |
|---|---|---|---|
|
Промышленные установки
|
Rösler | >$5000 | Крупные партии, автоматизация |
Средние галтовочные машины |
CM Topline | $1000–5000 | Средние партии, крупные детали |
Настольные модели |
Raytech, Tumble Vibe | <$1000 | Малые партии, прототипирование |
Альтернатива: Центробежные галтовочные машины обеспечивают более быструю обработку, но могут повредить хрупкие детали из-за высокой скорости вращения.
Выбор абразивных материалов и моющих средств
Типы абразивных гранул:
-
Металлические – быстрое удаление заусенцев, но могут повредить детали.
-
Керамические – эффективны для полировки, но могут застревать в отверстиях.
-
Пластиковые – безопасны для хрупких деталей, но требуют больше времени.
-
Органические (скорлупа ореха, кукурузные початки) – мягкая обработка, подходят для финишной полировки.
Форма гранул:
-
Острые (треугольники, клинья) – лучше подходят для сложных геометрий.
-
Закругленные – бережная обработка, меньше риск повреждения.
Моющие средства:
Влажная обработка с добавлением химических составов (например, Kramco 1010) улучшает полировку, но требует утилизации отходов.
Применение вибрационной обработки в различных отраслях
1. Серийное производство
Вибрационная обработка позволяет достичь качества поверхности, сравнимого с литьём под давлением, без ручной постобработки.
Пример: Оправы для очков, напечатанные на SLS, после обработки приобретают гладкую поверхность, готовую к окрашиванию.
2. Медицина
Ортопедические изделия и протезы становятся более комфортными и устойчивыми к влаге.
Пример: Напечатанный на Fuse 1+ 30W ортез запястья после обработки имеет меньшую шероховатость и лучше прилегает к коже.
3. Производственная оснастка
Детали, используемые в сборках, становятся более износостойкими.
Пример: Захваты для роботов после обработки легче интегрируются в конвейерные линии.
Результаты тестирования
Мы протестировали детали из Nylon 12 и Nylon 11, обработанные в галтовочной машине Mr. Deburr (CB300) с керамическими гранулами.
Результаты для Nylon 12:
| Время обработки (ч) | Уменьшение шероховатости (%) | Потеря материала (мм) |
|---|---|---|
| 2 | 59.5% | 0.108 |
| 8 | 82.4% | 0.150 |
Результаты для Nylon 11:
| Время обработки (ч) | Уменьшение шероховатости (%) | Потеря материала (мм) |
|---|---|---|
| 2 | 66.0% | 0.046 |
| 8 | 80.9% | 0.120 |
Вывод: Оба материала показали схожую динамику улучшения, но Nylon 11 немного менее подвержен износу.
Рекомендации
-
Выбирайте оборудование под свои объемы – для массового производства подходят промышленные машины, для прототипов – настольные.
-
Используйте подходящие абразивы – для хрупких деталей лучше пластиковые или органические гранулы.
-
Контролируйте время обработки – после 6–8 часов скорость улучшения снижается.
Заключение
Вибрационная обработка – это доступный способ улучшить качество SLS-деталей, приблизив их к характеристикам литых изделий.