传统的金属和FRP(纤维增强聚合物)模具通常需要在初始成型或研磨过程之后进行后处理。后处理步骤包括背衬或支撑结构的组装,添加插入物/衬套,并且经常进行抛光以实现期望的表面光洁度。与传统工具技术相似的FDM复合模具通常还需要一定程度的后期处理,具体取决于工具的尺寸,应用和复杂性。FDM复合模具最常用的后处理操作是密封。
建成的FDM复合材料工具具有固有的孔隙度(见图1)和表面光洁度,对大多数复合零件应用而言是不可接受的。因此,通常需要后处理操作来实现期望的工具性能。
表面处理:
可以使用各种方法来改善FDM工具表面的表面粗糙度,包括手动打磨,介质喷砂,翻滚和脱脂加工。目前,满足表面光洁度要求(<64μinRa)并提供真空完整性的最佳实践是手工磨蚀,随后应用环氧树脂密封剂,图2.推荐的打磨和密封工艺在FDM的附录B中有详细说明复合模具设计指南。然而,基本方法由两层薄涂层的高温环氧树脂密封剂组成,每个涂层之间都要进行轻磨光,以最大限度地提高粘合力。在第二层环氧树脂之后,使用逐渐更细的砂砾砂纸(120-800)来达到所需的表面粗糙度。重要的是要注意,这个过程的目标是不要把层线弄出来,而是填满表面的低点,并去除任何明显的凸起部分,并保持完整性的光滑表面。
密封方法:
如上所述,FDM复合工具中的固有孔隙度可以通过使用环氧树脂密封剂来解决。虽然Stratasys通常使用称为BJBTC-1614的工具环氧树脂,但可以使用各种环氧树脂,只要所选材料能够承受所需的固化过程。
解决表面处理和密封需求的其他方法包括使用粘合剂支撑的FEP薄膜,例如AirtechInternational,Inc.的Tooltec?和Toolwright。FEP薄膜通常比较传统的环氧树脂密封剂更快捷,更方便。然而,它们可能难以应用于复合轮廓,并且它们通常不如环氧树脂密封件那么坚固,需要在几个循环之后进行更换。FEP薄膜的独特性能使它们非常适用于修补工具和其他需要几个部件的场合。
与常规工具类似,FDM复合模具通常需要一定程度的后处理。
Stratasys不断评估替代后处理方法和封口机,以提高性能并简化整理过程。脱脂涂层加工是一个替代的过程,已经显示了一些优势。
此外,FDM 3d打印除了复合模具要进行后期处理,对于其他的模型,不少创客为了让模型呈现完美状态,通常也要进行后期处理的,包括打磨、粘合、上色等6个步骤。
打磨
打磨可以帮助消除3D打印模型表面的层线,一开始要使用较粗糙的砂纸,后期使用较细腻的砂纸。而且同一个地方不要操作时间过长,以防摩擦生热过多熔化表面。如果打印件之后需要粘合,那么接缝处最好不要磨掉太多。
粘合
当粘合的时候,最好以点的方式涂抹胶水,粘合时最好能让两个接触面接触得更紧密,比如用橡皮圈绑定。如果接缝粗糙或有间隙,可以使用Bondo胶或填料使其变平滑。
上色
在这个步骤中,要尽量在通风且无尘的地方进行,这样所有表面的上色才会均匀。喷涂时可将目标悬挂起来,同时最好与其保持一手臂的间隔。上色完成后需要等待1-2天再进行抛光。
安装螺丝槽
安装螺丝槽可提高3D打印外壳的使用寿命,为了安装得更紧固,模型上的孔洞最好略小于螺丝槽,固定住模型以确保稳定,且不可操作太快太猛,否则孔洞有可能变形。
硅胶翻模
这个过程需要一个3D打印模具箱、硅胶、树脂、量杯等物件,想要计算模具体积的话,可以先向3D打印模具箱里倒满水,然后再将水倒入量杯中。通过这一工艺,用户可以轻松地用3D打印机无法使用的材料为一个产品制造多个副本。
真空成型
对于真空成型,可以加大模具外壁和填充的数值设置,以制造出一个能承受真空成型压力的坚固模具。首先用工业级的真空成型机加热塑料片材,然后再将其放在3D打印模具上挤压成型。该工艺常被用来制造塑料容器等东西。
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