3D 인쇄 표면 마감 품질을 개선하는 방법

3D 프린팅 프로세스가 프린터에서 바로 사출 성형 품질의 표면 마감을 생성하지 않는다는 것은 비밀이 아니지만 좋은 소식이 있습니다. 기술은 도움을 주기 위해 존재하며 항상 새로운 개발이 있습니다. 후처리가 덜 수동적이고 더 자동화됨에 따라 3D 프린팅 부품의 비용이 낮아질 것입니다.

서포트 구조 제거(또는 SLS(선택적 레이저 소결) 및 MJF(멀티 제트 퓨전)의 경우 파우더 케이크 제거)는 제작에 필요한 서포트 구조에서 프린트된 부품을 분리하는 첫 번째 단계입니다. 서포트 제거를 위해 새로운 기술을 활용하는 방법에 대한 빠른 읽기는 이 PolyJet 사례 연구를 확인하십시오. 부품이 인쇄된 지지층에서 벗어나면 사용된 재료에 따라 표면 거칠기를 해결할 수 있는 여러 가지 방법이 있습니다. 경우에 따라 응용 프로그램에 적합하다면 전혀 해결하지 않는 것이 더 나을 수도 있습니다.

당사 마감 부서는 부품 제작 후 표면 마감 품질을 개선하기 위해 다양한 기술을 사용합니다.

매끄러운 3D 프린팅 부품이 수요가 많은 이유

스무딩이 인기를 얻은 이유는 무엇입니까? 많은 이유가 있습니다. 스무딩 캔:

• 미학 개선
• 코팅과 페인트 또는 염료 접착력 향상
• 내화학성 보조
• 부식 가능성 감소
• 내구성 향상
• 기공을 줄이고 표면을 밀봉하여 세척 및 살균을 더 쉽게 함
• 취약하거나 고장점이 될 수 있는 표면 결함 제거
• 마찰 효과 최소화
• 전도도 향상
• 내수성 향상
• 적층 부품에 사출 성형과 같은 표면 생성

이것은 결코 포괄적인 목록이 아니지만 부품 질감을 평가할 때 몇 가지 고려 사항을 제공할 수 있습니다.

표면 거칠기 측정

가장 널리 사용되는 표면 거칠기 척도는 Ra 또는 거칠기 프로파일과 평균선 사이의 평균 거칠기입니다. Ra는 마이크로인치 또는 마이크로미터 단위로 측정된 이상적인 표면 평면과의 편차입니다. 더 큰 Ra 단위는 더 거친 표면과 같습니다. 예를 들어 선택적 레이저 소결 및 Multi Jet Fusion 3D 인쇄 표면은 종종 각설탕이나 청바지에 비교됩니다.

대부분의 엔지니어는 표면 거칠기의 상한선을 설정해야 합니다. 표면 거칠기는 일반적으로 기계적 응용이나 미적 이유로 바람직하지 않기 때문입니다. 예를 들어 인적 요소 엔지니어링이 핸들이나 터치패드에 "그리피니스"를 요구할 때 때때로 Ra 사양이 사용됩니다. 표면 거칠기 매개변수에 대해 자세히 알아보려면 ISO 25178을 확인하세요.

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FDM 부품 스무딩

FDM(융합 증착 모델링) 프로세스는 인쇄 중에 고르지 않은 레이어를 생성합니다. 몇 가지 옵션이 있습니다. 현재 평활화 방법은 다음과 같습니다.

• 샌딩
• 공백 채우기
• 연마
• 페인팅
• 증기 스무딩
• 담그기
• 에폭시 코팅
• 금속 도금

각 방법은 부품 공차에 특정한 영향을 미치므로 이러한 평탄화 프로세스 중 하나를 시작하기 전에 발생할 수 있는 장단점을 이해해야 합니다.

스테레오리소그래피 부품 다듬기

SLA(Stereolithography) 프로세스는 필라멘트 기반 접근 방식에 의존하지 않기 때문에 FDM에 비해 프린터에서 바로 훨씬 더 매끄러운 표면을 생성합니다. SLA 부품을 다듬는 두 가지 일반적인 방법에는 수동 샌딩과 미디어 블라스팅이 있습니다. 미디어 블라스팅은 모래, 그릿 또는 세라믹 비드를 사용하여 수행할 수 있습니다. 균일한 질감을 얻으려면 종종 손으로 샌딩하거나 두 방법을 조합해야 하며 원형 샌딩 동작이 가장 잘 작동합니다. 광택을 더 높이려면 고입자 사포를 사용하세요.

SLS로 제작된 이 나일론 부품은 표준 표면 마감을 보여줍니다.

선택적 레이저 소결(SLS) 및 멀티 제트 퓨전 부품의 스무딩

SLS 및 MJF와 같은 파우더 기반 인쇄 프로세스는 기능적 적용을 위해 수동 샌딩을 활용할 수 있습니다. 그러나 우리는 샌드페이퍼가 특히 페인트 적용이 필요한 경우 높은 그릿 페이퍼를 사용하더라도 이러한 표면을 정밀 조사 수준으로 매끄럽게 만들지 못한다는 사실을 발견했습니다. 결과는 더 매끄럽게 느껴지지만 질감은 벨벳 같은 표면으로 바뀝니다. SLA 부품 샌딩 방식과 1:1 비교가 아닙니다. 이러한 재료를 진정으로 매끄럽게 만드는 것은 가공을 사용하는 것이 가장 좋습니다.

나일론 및 TPU 부품은 또한 본질적으로 표면을 균일한 질감으로 녹이기 위해 화학적 또는 증기 스무딩과 같은 추가 기술에 의존합니다. 이 방법은 점점 더 널리 보급되고 있습니다. 우리는 균일한 미적 외관을 만들기 위해 항상 MJF 부품을 검은색으로 염색합니다. 매끄럽게 도색된 SLS 또는 MJF 부품을 원하는 경우 재료를 밀봉하기 위해 두꺼운 프라이머 층으로 시작하는 것이 가장 좋습니다. 페인트를 바르기 전에 프라이머를 부드럽게 할 수 있습니다.

메탈 3D 프린팅 부품 스무딩

금속 부품을 인쇄하든 가공하든 매끄러운 표면이 필요합니다. 적층 가공에서 인쇄 후 가공은 거친 가장자리를 제거하는 한 가지 방법입니다. 다른 가능성은 다음과 같습니다.

• 전체 부품을 숏 피닝하거나 부품의 특정 영역을 연마하거나 광택 처리할 수 있습니다.
• 전기화학 연마 또는 에칭
• 진동 마감, 텀블링 및 원심 마감도 표면을 매끄럽게 하는 좋은 방법입니다. 미디어 블라스팅 및 쇼트 피닝과 마찬가지로 이러한 공정은 외부 표면을 마무리하는 데 적합하지만 내부 표면 및 채널에 접근하는 것은 어려울 수 있습니다.
• 내부 벽 매끄러움을 위한 연마 흐름 가공(압출 연마라고도 함). 이것은 본질적으로 내부 경로를 침식하고 디버링하는 연마재를 사용합니다.
• 진동과 연마를 사용하여 부품을 거울과 같은 마감 처리를 하는 등방성 슈퍼피니싱

거친 표면과 전체 표면적을 최대화하는 것이 부품 설계에 필수적인 경우가 있다는 점에 유의해야 합니다. 가장 많이 인용되는 예 중 하나는 기능을 달성하기 위해 골융합(임플란트로 뼈 성장)이 필요한 구조적 임플란트입니다. Stryker는 첨가제 다공성 임플란트 설계가 달성할 수 있는 것을 개척하는 회사 중 하나입니다.

적층 부품의 표면 마감 제어와 프로세스 자동화는 모두 빠른 속도로 발전하고 있으며 향후 5년 동안 어떤 추가 프로세스가 시작되는지 기대됩니다. 백 포켓 리소스의 경우 3D 프린팅 표면 마감 가이드를 확인하여 각 3D 프린팅 기술을 사용하여 생산할 수 있는 부품 및 표면 마감의 근접 예시를 확인하세요.