صاف کردن با بخار استون پروسه ای است که به منظور کاهش زبری سطح تعدادی از پلیمر های پرینت سه بعدی، عمدتاً به علت های زیبایی شناختی، استفاده می گردد. با توجه به ماهیت پرینت سه بعدی (FDM)، که لایه های مجزا را قرار می دهد، پوشش سطح قطعه ها اغلب بسیار ناهموار می باشد. این موضوع را می توان با استفاده از ارتفاع لایه کوچک تر اصلاح نمود. اما این کار تایم پرینت را افزایش می دهد و فقط تا آنجا پیش می رود. حمام استون خارجی ترین لایه چاپ را حل می کند تا سطح را صاف نموده و یک روکش براق را پشت سر بگذارد. روش حمام استون جذابیت زیبایی شناختی قطعات پرینت سه بعدی را افزایش می دهد و سریعتر از سایر فرآیندهای صاف کردن سطح است.
این مقاله حمام استون، نحوه عملکرد و مزایای آن را مورد بحث قرار خواهد داد. با سارای3D تا انتهای مقاله همراه باشید.
حمام استون یا صاف کردن با بخار استون چیست؟
حمام استون یک تکنیک پس از پردازش است که برای کاهش زبری سطح قطعات چاپ شده سه بعدی استفاده می شود. در بیشتر موارد برای قطعه های ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن) و ASA (اکریلونیتریل استایرن آکریلات) پرینت شده برروی دستگاه های پرینتر سه بعدی تکنولوژی FDM اعمال می گردد. بخار استون سطح قطعه را حل نموده و صاف می سازد. پرینت سه بعدی FDM سطوح بسیار ناهمواری را در جهت z چاپگر ایجاد می کند، بنابراین قطعات اغلب به پس پردازش نیاز دارند.
حمام استون برای محصول پرینت شده
مواد پرینت سه بعدی سازگار با حمام استون
حمام استون روی هر ماده ای که می تواند توسط استون حل شود کار می کند. برخی از انواع فیلامنت ها که به استون پاسخ مشابهی نمی‌دهند ممکن است در اثر این فرآیند آسیب ببینند یا کاملاً بی‌تأثیر باقی بمانند. پنج ماده رایج پرینت سه بعدی که در فینیش (پس پردازش) آن ها از حمام استون استفاده می شود، عبارت هستند از:
- ABS (اکریلونیتریل بوتادین استایرن)
- ASA (اکریلونیتریل استایرن آکریلات)
- PMMA (پلی متیل متاکریلات)
- HIPS (پلی استایرن با ضربه بالا)
- PC (پلی کربنات)
قابلیت حمام استون با استفاده از حلال مخصوص بر پایه استون:
- PLA
- PETG
- TPU
- PEEK
- NYLON
- ULTEM
- TPE و بسیاری دیگر از فیلامنت های موجود در بازار
حمام استون چگونه کار می کند؟
شش مرحله کلیدی در فرآیند حمام استون به شرح زیر می باشد:
آماده سازی
در حین آماده سازی، قسمت پرینت سه بعدی را سنباده بزنید تا سطوح به خصوص درشت، از جمله سطوح دارای تکیه گاه های پرینت سه بعدی (ساپورت ها) از بین برود. از یک فایل تمیز استفاده کنید تا اطمینان حاصل کنید که ذرات خارجی در مواد قرار نمی گیرند. این آماده سازی سطح زیاد طول نمی کشد، اما برای حذف ناهنجاری های بزرگتر مورد نیاز است.
نحوه تعلیق قطعه را ارزیابی نموده تا بخار استون با تمامی سطوحی که به صاف کردن نیاز دارند تماس پیدا نماید. این موضوع به این معنی می باشد که تنها پهلو ها و سطح های بالایی در طی یک جلسه صاف می گردند. همچنین اطمینان حاصل نمائید که قطعه داخل ظرف با درب بسته در محل مورد نظر قرار دارد. این قسمت به پایه ای برای استراحت نیازمند است که در استون حل نگردد. فویل فلزی غالبا گزینه خوبی است.
تولید بخار استون
راه های مختلفی برای تولید بخار استون وجود دارد. ساده ترین روش این است که مقداری استون به ظرف اضافه نموده و روی آن را بپوشانید ولی آن را نبندید. این شیوه از این واقعیت سرچشمه می گیرد که استون به سرعت در هوا تبخیر می گردد.
اطمینان داشته باشید که ظرف از مواد محلول در استون هم ساخته نشده باشد. شیشه غالبا بهترین گزینه می باشد. زیرا به بخار واکنش نشان نمی دهد و شفاف است. از این رو می توانید قطعه را در حین اجرای پروسه ببینید. برای بهبود کیفیت این شیوه، می توانید دستمال کاغذی را به استون آغشته کرده و آن را در اطراف قسمت آویزان کنید اما نباید به آن دست بزنید.
تعلیق جسم
بعد، قسمت را در ظرف قرار دهید. قطعه باید به گونه ای در ظرف آویزان شود که با استون مایع یا کاغذ آغشته به استون تماس نداشته باشد. اگر لمس شود، قطعه در نقطه تماس سریعتر حل می شود. قطعه را در ظرف ببندید.
قرار گرفتن در معرض بخار
قطعه را در ظرف قرار دهید و به طور مداوم آن را کنترل کنید. هیچ بازه زمانی یا راهی برای انداره گیری مدت زمانی که می تواند قطعه در ظرف باشد، وجود ندارد. این به چندین متغیر بستگی دارد از جمله: سرعت تبخیر استون، اندازه ظرف، اندازه قطعه، و زبری سطح اولیه.
فرآیند صاف کردن
هنگامی که استون مایع تبخیر شد و شروع به حل کردن ویژگی های سطحی ناهموار و خطوط لایه‌ای کرد، برای اطمینان از اینکه «صاف شدن بیش از حد» رخ نمی دهد، جسم را به دقت زیر نظر داشته باشید. به همین دلیل است که ظروف شفاف نوری بهترین هستند. مشاهده صحیح، محصول نهایی براق را تضمین می کند.
تهویه و خشک کردن
مرحله نهایی فرآیند حمام استون تهویه و خشک کردن است. برای جلوگیری از تماس بین دستمال کاغذی و قطعه پرینت سه بعدی، ظرف را با دقت خارج کنید. آن را در یک منطقه ایزوله و دارای تهویه مناسب قرار دهید تا استون اضافی در هوا تبخیر شود. خشک شدن و سفت شدن کامل آن ممکن است از چند ساعت تا چند روز طول بکشد. این مرحله برای اطمینان از اینکه محصول نهایی دارای یک روکش صاف و سفت و آماده برای جابجایی و استفاده است، مهم است.
حمام استون محصول پرینت شده
مزایای حمام استون در پرینت سه بعدی
حمام استون به چند علت گزینه مناسبی است. در این قسمت از مقاله حمام استون مزایای این روش مورد بررسی قرار گرفته است. با سارای3D همراه باشید:
کیفیت سطح
حمام استون کیفیت سطح قطعات چاپ شده را بهبود می بخشد. به طور طبیعی، قطعات پرینت سه بعدی دارای سطوح ناهمواری هستند زیرا به صورت لایه ای ساخته می شوند. حمام استون یک فرآیند موثر برای کاهش زبری سطح و بهبود کیفیت سطح، عمدتاً برای اهداف زیبایی شناختی است.
زمان و کارایی هزینه
در مقایسه با سایر روش های پس فرآوری که از کاغذ سنباده، تفنگ های حرارتی یا مواد پرکننده استفاده می کنند، حمام استون سریع تر و ارزان تر است. آن روش های دیگر تأثیرات را در یک زمان تنها روی یک منطقه متمرکز می کنند، بنابراین به طور کلی کار فشرده تر هستند. بخار استون، در مقابل، تمام نواحی مدل را به یک اندازه تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین، حمام استون در واقع می تواند بهره وری شما را افزایش دهد.
هموار کردن هندسه های پیچیده
حمام استون نسبت به روش های دیگر مزایایی دارد. زیرا می تواند زبری سطح هندسه های پیچیده را به طور یکنواخت کاهش دهد. روش های دیگر در افزودن یا حذف یک لایه یکنواخت از مواد، به ویژه در هندسه پیچیده، مشکل دارند.
قدرت
قبل از حمام استون، چاپ های FDM بسیار ناهمسانگرد هستند. این بدان معنی است که خواص مکانیکی آن ها هنگام بارگذاری در جهات مختلف متفاوت است و این یک مشکل بزرگ در پرینت سه بعدی FDM محسوب می شود. با این حال، صاف کردن با بخار به یکنواخت شدن این جهت کمک می کند و قطعات را به ایزوتروپی نزدیک می کند. به طور خلاصه، حمام استون پیوند های بیشتری را در محور z (عمود بر بستر چاپ) ایجاد می کند اما استحکام را در محور x و محور y (موازی با بستر چاپ) کاهش می دهد. اگر آیتم شما احتمالا بار های محور z را ببیند، می تواند سودمند باشد.
چگونه حمام بخار استون بر ضخامت یا مواد جسم پرینت شده سه بعدی تأثیر می گذارد؟
حمام بخار استون هیچ تاثیری بر ضخامت کلی جسم پرینت شده سه بعدی ندارد. این فرآیند فقط سطوح مورد را صاف می کند. این باعث کاهش ضخامت یا پارامترهای هندسی کلی محصول نهایی نمی شود.
بهترین روش ها برای استفاده از حمام آستون در اشیاء پرینت سه بعدی
بهترین روش برای استفاده از حمام آستون به عوامل مختلفی از جمله زمان لازم برای تکمیل فرآیند و اندازه قطعه بستگی دارد. به طور کلی، سه روش برجسته برای اعمال بخار استون به اشیاء چاپ سه بعدی استفاده می شود:
روش اول: استفاده از استون با استفاده از قلم مو است. با این حال، این کار به کار دستی بیشتری نیاز دارد و احتمال کمتری نسبت به روش های دیگر وجود دارد که ظاهری کاملاً یکنواخت و براق به شما بدهد.
روش دوم: فرو بردن قطعه در استون است. با این حال، این فرآیند نتایج غیر قابل پیش بینی ایجاد می کند.
روش سوم: استفاده از حمام بخار استون است که در آن استون یا به آرامی برای ایجاد بخار حرارت داده می شود یا اجازه می دهد تا به طور طبیعی تبخیر شود. این روش نهایی بهترین راه برای ایجاد یک روکش یکنواخت و براق در نظر گرفته می شود.
تصویر محصول قبل و بعد از حمام استون
آیا می توان لبه های چاپ سه بعدی را با حمام استون بهبود بخشید؟
بله، هر لبه یک قطعه پرینت سه بعدی، تا زمانی که در ماده ای حساس به استون چاپ شده باشد، می تواند با استفاده از حمام استون بهبود یابد. قطعات با ارتفاع لایه بزرگ بیشترین مزیت را دارند. قطعاتی با ارتفاع لایه های کوچک تر یا با روش های مختلف پرینت سه بعدی چاپ می شوند، سود کمتری خواهند داشت، اما همچنان احتمالاً صاف تر از قبل ظاهر می شوند.
تفاوت بین روش های پس از پردازش پرینت سه بعدی و حمام استون چیست؟
حمام استون شکلی از چاپ سه بعدی پس از پردازش است. موارد دیگر عبارتند از:
- سنباده زدن،
- سندبلاست،
- استفاده از XTC-3D،
- استفاده از گلوپ سه بعدی،
- استفاده از فیلامنت PVB Polymaker Polysmooth،
- صاف کردن شیمیایی و
- استفاده از تفنگ حرارتی.
این روش های پس پردازش در کاربرد و مواد هدف متفاوت است. به عنوان مثال، پلی میکر پلی میکر و صاف کردن شیمیایی شبیه حمام استون هستند زیرا همه آن ها از یک واکنش شیمیایی برای حل و صاف کردن لایه بیرونی استفاده می کنند. تفاوت این است که Polymaker Polysmooth از یک فیلامنت ثبت شده و ماده شیمیایی منحصر به آن فیلامنت استفاده می کند و صاف کردن شیمیایی از یک ماده شیمیایی متفاوت مانند اتیل استات برای صاف کردن فیلامنت PLA استفاده می کند.
سنباده زدن و سندبلاست نیز با حمام استون متفاوت است. آن ها تکنیک های کاملا سایشی هستند که برجستگی های بلند قطعه را فرسایش می دهند و سطح صافی را به جا می گذارند. در همین حال، XTC-3D و 3D gloop، از مواد پرکننده برای ساختن سطح بیرونی استفاده می‌کنند و ظاهری صاف و براق به آن می دهند.