Même si la plupart du travail de fabrication est effectué à l'intérieur de l'imprimante 3D, les pièces étant construites couche par couche, ce n'est pas la fin du processus. Le post-traitement est une étape importante du flux de travail d'impression 3D qui transforme les composants imprimés en produits finis. Autrement dit, le « post-traitement » en lui-même n'est pas un processus spécifique, mais plutôt une catégorie composée de nombreuses techniques de traitement différentes qui peuvent être appliquées et combinées pour répondre à différentes exigences esthétiques et fonctionnelles.
Comme nous le verrons plus en détail dans cet article, il existe de nombreuses techniques de post-traitement et de finition de surface, notamment le post-traitement de base (comme le retrait du support), le lissage de surface (physique et chimique) et le traitement des couleurs. Comprendre les différents processus que vous pouvez utiliser en impression 3D vous permettra de répondre aux spécifications et exigences des produits, que votre objectif soit d'obtenir une qualité de surface uniforme, une esthétique spécifique ou une productivité accrue. Regardons de plus près.
Le post-traitement de base fait généralement référence aux étapes initiales après le retrait et le nettoyage de la pièce imprimée en 3D de la coque de l'assemblage, y compris le retrait du support et le lissage de base de la surface (en préparation à des techniques de lissage plus approfondies).
De nombreux procédés d'impression 3D, notamment la modélisation par dépôt fondu (FDM), la stéréolithographie (SLA), le frittage laser direct de métal (DMLS) et la synthèse numérique de lumière au carbone (DLS), nécessitent l'utilisation de structures de support pour créer des saillies, des ponts et des structures fragiles. . . particularité. Bien que ces structures soient utiles dans le processus d’impression, elles doivent être supprimées avant que les techniques de finition puissent être appliquées.
Le retrait du support peut être effectué de plusieurs manières différentes, mais le processus le plus courant aujourd'hui implique un travail manuel, tel que la découpe, pour retirer le support. Lors de l'utilisation de substrats solubles dans l'eau, la structure de support peut être retirée en plongeant l'objet imprimé dans l'eau. Il existe également des solutions spécialisées pour l'enlèvement automatisé de pièces, notamment la fabrication additive métallique, qui utilise des outils tels que des machines CNC et des robots pour découper avec précision les supports et maintenir les tolérances.
Une autre méthode de post-traitement de base est le sablage. Le processus consiste à pulvériser des particules sur les pièces imprimées sous haute pression. L'impact du matériau pulvérisé sur la surface d'impression crée une texture plus lisse et plus uniforme.
Le sablage est souvent la première étape du lissage d'une surface imprimée en 3D, car il élimine efficacement les matériaux résiduels et crée une surface plus uniforme qui est ensuite prête pour les étapes suivantes telles que le polissage, la peinture ou la teinture. Il est important de noter que le sablage ne produit pas de finition brillante ou lustrée.
Au-delà du sablage de base, il existe d'autres techniques de post-traitement qui peuvent être utilisées pour améliorer la douceur et d'autres propriétés de surface des composants imprimés, comme un aspect mat ou brillant. Dans certains cas, des techniques de finition peuvent être utilisées pour obtenir une finition lisse lors de l'utilisation de différents matériaux de construction et procédés d'impression. Cependant, dans d’autres cas, le lissage de surface n’est adapté qu’à certains types de supports ou d’impressions. La géométrie de la pièce et le matériau d'impression sont les deux facteurs les plus importants lors du choix de l'une des méthodes de lissage de surface suivantes (toutes disponibles dans Xometry Instant Pricing).
Cette méthode de post-traitement est similaire au sablage conventionnel dans la mesure où elle consiste à appliquer des particules sur l'impression sous haute pression. Il existe cependant une différence importante : le sablage n’utilise aucune particule (comme du sable), mais utilise des billes de verre sphériques comme support pour sabler l’impression à grande vitesse.
L'impact des billes de verre rondes sur la surface de l'impression crée un effet de surface plus lisse et plus uniforme. Outre les avantages esthétiques du sablage, le procédé de lissage augmente la résistance mécanique de la pièce sans affecter sa taille. En effet, la forme sphérique des billes de verre peut avoir un effet très superficiel sur la surface de la pièce.
Le culbutage, également appelé tamisage, est une solution efficace pour le post-traitement de petites pièces. La technologie consiste à placer une impression 3D dans un tambour avec de petits morceaux de céramique, de plastique ou de métal. Le tambour tourne ou vibre alors, provoquant le frottement des débris contre la pièce imprimée, éliminant ainsi toutes les irrégularités de la surface et créant une surface lisse.
Le culbutage du support est plus puissant que le sablage et la douceur de la surface peut être ajustée en fonction du type de matériau à culbuter. Par exemple, vous pouvez utiliser un support à faible grain pour créer une texture de surface plus rugueuse, tandis que l'utilisation de copeaux à grain élevé peut produire une surface plus lisse. Certains des grands systèmes de finition les plus courants peuvent traiter des pièces mesurant 400 x 120 x 120 mm ou 200 x 200 x 200 mm. Dans certains cas, notamment avec les pièces MJF ou SLS, l'ensemble peut être poli au tambour avec un support.
Alors que toutes les méthodes de lissage ci-dessus sont basées sur des processus physiques, le lissage à la vapeur repose sur une réaction chimique entre le matériau imprimé et la vapeur pour produire une surface lisse. Plus précisément, le lissage à la vapeur consiste à exposer l'impression 3D à un solvant qui s'évapore (tel que le FA 326) dans une chambre de traitement scellée. La vapeur adhère à la surface de l'impression et crée une fusion chimique contrôlée, lissant les imperfections de surface, les crêtes et les vallées en redistribuant le matériau fondu.
Le lissage à la vapeur est également connu pour donner à la surface une finition plus polie et brillante. En règle générale, le processus de lissage à la vapeur est plus coûteux que le lissage physique, mais il est préféré en raison de sa douceur supérieure et de sa finition brillante. Vapor Smoothing est compatible avec la plupart des polymères et matériaux d’impression 3D élastomères.
La coloration en tant qu'étape de post-traitement supplémentaire est un excellent moyen d'améliorer l'esthétique de votre sortie imprimée. Bien que les matériaux d'impression 3D (en particulier les filaments FDM) soient disponibles dans une variété d'options de couleurs, la coloration en tant que post-traitement vous permet d'utiliser des matériaux et des processus d'impression qui répondent aux spécifications du produit et d'obtenir la correspondance de couleur correcte pour un matériau donné. produit. Voici les deux méthodes de coloration les plus courantes pour l’impression 3D.
La peinture au pistolet est une méthode populaire qui consiste à utiliser un pulvérisateur aérosol pour appliquer une couche de peinture sur une impression 3D. En suspendant l'impression 3D, vous pouvez pulvériser de la peinture uniformément sur la pièce, couvrant toute sa surface. (La peinture peut également être appliquée de manière sélective à l'aide de techniques de masquage.) Cette méthode est courante pour les pièces imprimées en 3D et usinées et est relativement peu coûteuse. Cependant, il présente un inconvénient majeur : l'encre étant appliquée en très fine couche, si la partie imprimée est rayée ou usée, la couleur originale de l'imprimé deviendra visible. Le processus d'ombrage suivant résout ce problème.
Contrairement à la peinture au pistolet ou au pinceau, l’encre de l’impression 3D pénètre sous la surface. Cela présente plusieurs avantages. Premièrement, si l’impression 3D est usée ou rayée, ses couleurs vives resteront intactes. La tache ne se décolle pas non plus, ce que la peinture est connue pour faire. Un autre grand avantage de la teinture est qu'elle n'affecte pas la précision dimensionnelle de l'impression : puisque la teinture pénètre dans la surface du modèle, elle n'ajoute pas d'épaisseur et n'entraîne donc pas de perte de détails. Le processus de coloration spécifique dépend du processus d’impression 3D et des matériaux.
Tous ces processus de finition sont possibles en travaillant avec un partenaire de fabrication comme Xometry, vous permettant de créer des impressions 3D professionnelles répondant à la fois aux normes de performance et d'esthétique.
Heure de publication : 24 avril 2024