逆向工程與快速成型技術應用 第4版 課件 6-2 不同材料成型件的后處理方法

蘇州職業(yè)大學孫春華不同材料成型件的后處理方法（從常用成型材料的角度，講述不同材料的后處理方法）目錄CONTENTS1.對快速成型件的一般要求2.不同材料成型件的支撐去除3.不同材料成型件的表面處理4.其他處理方法Part1對快速成型件的一般要求（1）表面粗糙度?？焖俪尚凸に嚤旧頍o法消除的臺階效應，會使成型件表面留下凹凸不平的痕跡。因此成型件不可能是理想光滑的表面。只有通過打磨、拋光等后處理方法來達到要求。（2）強度。大多數(shù)快速成型件的強度都不夠高，需要在成型后通過后處理提高快速成型件的強度，如采取熱固化、表面硬化和熱等靜壓等。（3）尺寸精度。因為快速成型件存在階梯效應，成型件尺寸精度通常不是很高。因此，需要進行一定的后處理來提高尺寸精度。（4）外觀。由于現(xiàn)在大多數(shù)快速成型只能打印單色，因此為滿足對外觀色彩的要求，需要對其進行后期的著色處理，使成型件呈現(xiàn)出定制物品的目標顏色。Part2不同材料成型件的支撐去除一、聚合物支撐的去除（1）熔融沉積成型（ABS、PLA等）

單噴頭打印，由于作用支撐材料的成型密度比零件低一些，支撐與零件僅僅進行點接觸，則可以借助小刀、鉗子等手動工具通過機械方式去除支撐。支撐處理后的毛邊還要通過打磨拋光作進一步的處理。

雙噴頭快速成型設備，使用比模型容易去除的可溶性支撐材料，如水溶性支撐材料、溶于堿性溶液的支撐材料、溶于酒精的支撐材料，則只要將成型件分別放入水、堿性溶液或者酒精等特定溶液中，一段時間后支撐就可以自行脫掉。如果是非可溶性支撐，則使用手動工具去除支撐。Part2不同材料成型件的支撐去除（2）光固化成型（光敏樹脂）

SLA成型時支撐部分所用材料與成型件的材料相同。支撐形狀通常為樹狀，其中樹枝與零件點接觸并對其進行支撐。

大多數(shù)立體光固化系統(tǒng)成型的部件從成型設備中取出后，都要放在紫外線烘箱或自然光下完成固化。通常需要在照射固化前取下支撐，并打磨零件，因為這時材料還略軟，更容易取下。SLA的支撐使用手動工具去除即可。Part2不同材料成型件的支撐去除（3）材料噴射成型。

材料噴射系統(tǒng)使用蠟狀材料作為支撐材料。根據(jù)系統(tǒng)的不同，可以選擇使用噴水系統(tǒng)將蠟支撐材料沖洗掉，或者將其加熱融掉。Part2不同材料成型件的支撐去除（4）粉末床熔融。

聚合物粉末床熔融技術是少數(shù)不需要支撐材料的工藝之一。成型結(jié)束待零件冷卻后，將成型件從成型室中挖出，并用空氣和砂子（或粉末）的混合物進行噴砂以清理零件。該過程類似于考古學家從考古現(xiàn)場挖掘出古物。

由于未燒結(jié)的聚合物粉末在成型過程中會產(chǎn)生“結(jié)塊”，很難從長而細的管道或孔中去除粉末，因此在設計時可以在管道上留出清理孔，成型后使用氣槍就可以輕松地將粉末從管道中吹出來。Part2不同材料成型件的支撐去除（5）金屬支撐的去除。（金屬成型件的支撐去除比較復雜）熱處理。金屬增材制造時，整個零件是焊接在一塊成型基板上的。因此后處理的第一步是將帶有零件的成型基板一起進行熱處理以去除殘余應力，否則當零件從平臺上卸下后極易發(fā)生變形。從成型基板上卸下零件。通常采用電火花線切割或使用鋸來完成，因此，在設置打印文件時，通常將零件定位在基板上方2-5mm處。如果使用電火花線切割卸下零件，考慮到切割線寬度對零件材料切割消耗的影響，需要預留2mm的高度進行切割；如果使用鋸，考慮到鋸條寬度對零件材料切削消耗的影響，則預留5mm的高度進行切割。Part2不同材料成型件的支撐去除去除支撐材料。如果零件設計良好，并且只在底部有支撐，則可以通過電火花線切割將其快速去除。但大多數(shù)情況下，其余的支撐都需要通過手工去除。表面處理。當除去所有支撐后，必須通過砂磨、磨削、噴丸處理以及機械加工等方式對零件進行表面處理。AM鋁制吉他各階段所花時間序號任務時間/h零件圖1增材制造文件準備2.5

2機器準備23成型94機器清潔25熱處理36冷卻307從成型基板卸下零件158去除支撐49表面處理4Part3不同材料成型件的表面處理一、聚合物表面處理

蒸汽平滑、滾筒磨光、染色、涂漆、表面紋理化、噴砂、機加工、金屬化、覆膜、水紋。熏蒸示意圖熏蒸前后效果圖Part3不同材料成型件的表面處理水紋拋光噴漆表面紋理噴丸處理Part3不同材料成型件的表面處理二、金屬表面處理

噴丸處理、等離子清洗和離子束清洗、機加工和打磨、磨料流加工、陽極氧化、等離子噴涂、電鍍和PVD、涂漆。噴丸處理過程等離子噴涂電鍍Part3不同材料成型件的表面處理Part4其他處理方法一、熱處理和時效處理

消除殘余應力、熱等靜壓、表面硬化和滲氮處理。二、黏結(jié)或焊接RP零件

黏結(jié)：環(huán)氧膠、氰基丙烯酸酯膠（強力膠）。

焊接：建議在分割零件上添加公/母接頭，如銷/孔，以使零件膠合或焊接時排列整齊。思考與練習1.FDM工藝常采用哪些后處理方法？2.為提高FDM成型件的表面質(zhì)量可采取哪些方法？3.金屬成型件的支撐如何去除？4.如何提高金屬成型件的表面質(zhì)量？5.對金屬成型件進行熱處理