Zpracování 3D tisků: Dosáhněte perfektního hladkého povrchu

V éře digitálních technologií a inovací se 3D tisk vyšvihl na přední linie tvůrčích a výrobních procesů, přičemž si získal srdce jak profesionálů, tak nadšenců. Při tvorbě všeho, od detailních modelů přes funkční prototypy až po stylový nábytek, se kvalita povrchové úpravy 3D tisků ukazuje jako klíčová pro dosažení výsledků, které nejen vypadají profesionálně, ale jsou i na omak dokonale hladké. Abychom vás vybavili potřebnými nástroji k dosažení těchto vysněných finišů, přinášíme vám průvodce, jenž odkrývá nejefektivnější strategie a techniky pro vytvoření hladkého povrchu vašich 3D tisků.

Materiál a přesnost: základ hladkého 3D tisku

Začněme u základů: výběrem správného materiálu. PLA (kyselina polymléčná) si získala popularitu díky své dostupnosti a cenové přístupnosti. Nicméně, když toužíte po opravdu hladkém finiši, ABS a ASA přichází na scénu jako materiál snů díky své schopnosti minimalizovat viditelnost vrstev pomocí acetonu.

Ale i nejlepší materiál nemůže sám o sobě zaručit perfekci. Zde vstupuje do hry kvalita vaší 3D tiskárny. Zařízení s vyšším rozlišením jsou schopna reprodukovat detaily s neuvěřitelnou přesností, zatímco důsledná údržba – čištění trysky a precizní kalibrace – zajišťuje, že každý tisk vyjde z tiskárny v nejlepší možné formě.

Minimalizace viditelnosti vrstev u ABS 3D tisků pomocí acetonu je efektivní technika, která využívá chemických vlastností acetonu k vyhlazení povrchu ABS tisků. Tento proces, často označovaný jako acetonový parní koupel, vede k tomu, že povrch tisku se stává hladkým a sjednoceným, čímž se redukuje nebo dokonce eliminuje viditelnost jednotlivých vrstev. Postup je poměrně jednoduchý, ale vyžaduje pečlivé dodržování bezpečnostních opatření kvůli vysoké hořlavosti a toxickým vlastnostem acetonu.

Krok 1: Příprava pracovního prostoru

Zvolte dobře větrané místo, ideálně s odtahem, kde budete provádět acetonovou parní koupel. Důležité je mít pracovní prostor, který je odolný vůči chemikáliím a kde není přítomen otevřený plamen nebo vysoké teploty.
Připravte si ochranné pracovní prostředky, včetně rukavic odolných vůči chemikáliím, ochranných brýlí a respirátoru pro ochranu před inhalací acetonových par.

Krok 2: Příprava ABS nebo ASA 3D tisku

Ujistěte se, že váš ABS tisk je čistý a suchý. Případné nečistoty nebo prach mohou ovlivnit konečný výsledek vyhlazení acetonem.

Krok 3: Použití acetonu

Existuje několik metod, jak aplikovat aceton na ABS tisk. Jednou z nejpopulárnějších je použití uzavřené nádoby, do které se umístí aceton a tisk. Aceton může být aplikován přímo na tisk pomocí stříkací láhve nebo může být tisk vystaven acetonovým parám v uzavřené nádobě, kde se aceton nalije na dno nádoby a tisk se umístí nad něj na podstavec, aby nebyl v přímém kontaktu s kapalným acetonem. Další možnost je namočit papírový kapesník v acetonu a uzavřít ho společně s výtiskem v uzavřené nádobě. Aceton se pak snadno z kapesníku odpaří a rychle vytvoří acetonovou páru.
Tisk by měl být vystaven acetonovým parám jen po omezenou dobu, typicky několik minut, v závislosti na velikosti tisku a požadovaném stupni vyhlazení. S dobou vyhlazování je potřeba trochu experimentovat a odchytat správný čas.

Krok 4: Sušení a vytvrzení

Po dokončení procesu vyjměte ABS tisk z nádoby a nechte jej na vzduchu úplně uschnout. Aceton rychle odpařuje, ale je důležité, aby tisk byl plně suchý a vytvrzený, než se s ním dále manipuluje.

Bezpečnostní opatření

Během celého procesu buďte opatrní a dodržujte bezpečnostní opatření, jelikož aceton je vysoce hořlavý a jeho páry mohou být škodlivé pro zdraví při inhalaci.
Po dokončení se ujistěte, že veškerý použitý aceton je bezpečně uložen a že pracovní prostor je řádně vyvětrán.

Tato technika může výrazně zlepšit estetickou kvalitu ABS 3D tisků, díky čemuž jsou ideální pro prezentace, prototypy nebo dokonce finální produkty, kde je požadována vyšší vizuální kvalita.

Správné nastavení teploty: mistrovství hladkosti

Pokročíme-li dále, klíčovým faktorem je optimalizace nastavení vaší tiskárny. Teplota tisku má zásadní vliv na výslednou hladkost povrchu – příliš vysoká může způsobit, že materiál příliš splývá, zatímco příliš nízká teplota může vést k nežádoucím nerovnostem a nesoudržnosti vrstev.

Odladění teploty tisku na teplotní věži je klíčovým procesem pro optimalizaci kvality 3D tisku. Tato metoda umožňuje určit optimální teplotu tisku pro konkrétní materiál tím, že se vytiskne testovací objekt – teplotní věž – který se tiskne s různými teplotami v různých výškách. Díky tomu můžete vizuálně posoudit, při jaké teplotě dosahuje váš tisk nejlepších výsledků z hlediska přesnosti, síly vrstev, estetiky a minimálních problémů s tiskem. Zde je popis, jak tento proces provést krok za krokem:

Krok 1: Výběr teplotní věže

Začněte s výběrem nebo navržením teplotní věže specifické pro váš materiál. Můžete najít různé modely online, které jsou navrženy pro různé materiály a tiskové podmínky. Model by měl mít označené sektory s různými teplotami, které budou během tisku testovány.

Krok 2: Nastavení slicingu

Ve vašem slicingu software nastavte tiskový profil, který bude použit pro tisk teplotní věže. Důležité je, aby kromě teploty zůstaly všechny ostatní tiskové parametry konstantní, aby bylo možné izolovat vliv teploty.
Nastavte teplotní rozsah vaší teplotní věže. To obvykle znamená nastavení různých teplot pro různé výšky věže, což lze obvykle provést pomocí vlastních g-kódů nebo specifických nastavení ve vašem slicingu software.

Krok 3: Tisk teplotní věže

Tiskněte teplotní věž na vaší 3D tiskárně. Během tisku si všimnete, jak se teplota extruderu mění v závislosti na výšce věže, což odpovídá různým testovacím teplotám.
Sledujte tisk a všimněte si jakýchkoli změn ve vzhledu nebo kvalitě tisku v různých sekcích věže.

Krok 4: Hodnocení teplotní věže

Po dokončení tisku pečlivě zkontrolujte teplotní věž. Hledejte oblasti, kde je tisk nejčistější, s nejmenšími problémy s přetékáním, stringingem (vlákna mezi částmi tisku), a kde jsou vrstvy nejvíce konzistentní a pevné.
Zaznamenejte si teplotu, při které tisk vypadá nejlépe. Tato teplota by měla být vaším výchozím bodem pro tisk s daným materiálem.

Krok 5: Použití optimální teploty

Nastavte optimální teplotu tisku, kterou jste identifikovali, ve vašem slicingu software jako výchozí pro budoucí tisky s daným materiálem.
Pro nejlepší výsledky můžete provést další testy, například tisk s různou rychlostí nebo vyzkoušet jiné tiskové parametry, aby se zjistilo, jak tyto faktory interagují s vaší optimální teplotou.

Tento proces je důležitý pro dosažení konzistentních a kvalitních výsledků v 3D tisku, jelikož správná teplota tisku má zásadní vliv na vlastnosti materiálu, jako je adheze vrstev, pružnost a celková estetika výsledného objektu.

Povrchové úpravy

Docházíme k finálnímu kroku vaší cesty za dokonalostí: povrchové úpravy. Ať už sáhnete po tradičních metodách, jako je broušení a leštění, nebo experimentujete s chemickými procesy pro specifické materiály, správná technika může transformovat váš tisk z porézního tisku na mistrovské dílo.

Broušení

Proces broušení začíná použitím hrubšího brusného papíru (například zrnitost 200), který odstraní většinu viditelných vrstev a výraznějších nedokonalostí. Důležité je brousit s lehkým tlakem a v rovnoměrných, kruhových pohybech, aby se předešlo vytvoření nerovností na povrchu. Jakmile jsou větší nedokonalosti odstraněny, postupuje se k jemnějšímu brusnému papíru (například zrnitost 400 nebo vyšší) pro dosažení hladšího finiše. Tento krok může být opakován s ještě jemnějším brusným papírem pro dosažení extrémně hladkého povrchu.

Mokré broušení

Pro ještě lepší výsledky lze použít mokré broušení, což zahrnuje použití vody nebo speciálních broušení tekutin, které pomáhají snížit tvorbu prachu a umožňují jemnější a rovnoměrnější broušení. Mokré broušení je obzvláště užitečné při práci s vyššími zrnitostmi brusného papíru, jelikož pomáhá předejít zanášení brusného papíru a zvyšuje jeho účinnost. Mokré broušení je zejména dobré pro broušení PLA, které se jinak snadno začne tavit pod teplem vyvolaným broušením.

Tmelení

Použití tmelu a plnicí podkladové barvy ve spojení s broušením je pokročilá metoda pro dosažení dokonale hladkého a esteticky přitažlivého povrchu 3D tisků. Začíná se lehkým broušením povrchu, aby se zlepšila adheze tmelu, který se poté aplikuje na všechny nerovnosti a viditelné vrstvy. Po zaschnutí tmelu následuje pečlivé broušení, začíná se hrubším brusným papírem pro odstranění přebytků tmelu a postupuje k jemnějšímu pro hladké finiše.

Následně se aplikuje plnicí podkladová barva, která nejen zlepšuje přilnavost konečného nátěru, ale také pomáhá vyplnit zbývající drobné nedokonalosti na povrchu. Po úplném zaschnutí podkladové barvy se provádí finální broušení s velmi jemným brusným papírem, což připraví povrch pro malování nebo lakovaní, výsledkem je povrch s vysokou úrovní dokončení, který vyniká jak esteticky, tak po stránce kvality.

Použití UV resinu

Použití UV resinu (UV pryskyřice) z SLA 3D tiskáren pro vyhlazení povrchu 3D tisků je technika, která spočívá v aplikaci tenké vrstvy této pryskyřice na povrch objektu s následným vytvrzením pomocí UV světla. Tento proces je zvláště populární pro zdokonalení výsledků tisku z FDM tiskáren, u kterých jsou často viditelné vrstvy a jemné detaily nejsou tak vyhlazené. UV resin poskytuje hladký, lesklý finiš a zároveň zvyšuje strukturální pevnost a voděodolnost tisku.

Aplikace UV Resinu

Proces začíná důkladným čištěním povrchu 3D tisku, aby byl odstraněn veškerý prach, mastnota nebo jiné nečistoty, které by mohly ovlivnit adhezi resinu. UV resin se poté aplikuje buď pomocí štětce, pro menší a detailnější 3D tisky, nebo může být tisk ponořen do nádoby s resinem pro rovnoměrné pokrytí. Při aplikaci štětcem je důležité nanášet resin rovnoměrně, aby se zabránilo tvorbě bublin nebo nerovností na povrchu. Pro větší objekty nebo pro dosažení ještě hladšího povrchu lze použít metodu ponoření, při které je objekt ponořen do resinu a poté se nadbytečný resin nechá odkapat.

Vytvrzení UV Resinu

Po aplikaci resinu následuje vytvrzovací proces, kdy je objekt vystaven UV světlu. Toto může být realizováno buď pomocí UV lampy/laseru nebo přirozeným UV zářením na slunci. Doba vytvrzení závisí na typu resinu, tloušťce aplikované vrstvy a intenzitě UV záření. Během vytvrzení dochází k chemické reakci, kdy se resin mění z tekuté formy na pevnou, vytvářející na povrchu tisku hladkou a odolnou vrstvu. Je důležité zajistit, že resin je úplně vytvrzený, aby se předešlo lepkavému povrchu nebo deformacím.

Použití UV resinu je tak efektivní metoda pro dosažení výrazně lepšího vzhledu a kvality povrchu 3D tisků. Vylepšuje nejen estetiku, ale i funkční vlastnosti tisku, jako je odolnost proti vodě a zvýšení mechanické pevnosti. Tento postup vyžaduje pečlivou přípravu a aplikaci, ale výsledkem je profesionálně vypadající povrch s minimem viditelných vrstev a nedokonalostí.

Závěr

V závěru naší cesty skrze různé techniky zpracování 3D tisků s cílem dosáhnout perfektního hladkého povrchu jsme prozkoumali širokou paletu metod – od broušení, přes použití tmelu a plnicích podkladových barev, až po inovativní aplikaci UV resinu. Každá z těchto technik nabízí jedinečné výhody a může být upřednostňována v závislosti na specifických požadavcích vašeho projektu a dostupných materiálech.

Je důležité si uvědomit, že dokonalý hladký povrch není jen otázkou estetiky, ale může také významně zlepšit funkční vlastnosti a životnost vašich 3D tisků. Experimentováním s různými metodami a nalezením té pravé kombinace pro váš konkrétní projekt můžete dramaticky zvýšit kvalitu a profesionální vzhled vašich tisků.

Pamatujte, že zpracování 3D tisků je uměním stejně jako vědou. Vyžaduje trpělivost, praxi a ochotu učit se z každého tisku. Neexistuje jediný správný způsob, jak dosáhnout perfektního povrchu, ale kombinací uvedených technik a vaší kreativity můžete dosáhnout vynikajících výsledků. Ať už je váš cíl vytvořit vizuálně ohromující modely nebo funkční díly s hladkým povrchem, pečlivé zpracování může transformovat váš 3D tisk z obyčejného objektu na mistrovské dílo.