怎樣使用普通桌面級(jí)3D打印機(jī)打印金屬對(duì)象?

lydiazhang   2016-12-09 11:58:43

做為一名3D打印愛(ài)好者,您可能會(huì)對(duì)自己家中的桌面型3D打印機(jī)只能打印塑料材料而略感遺憾。其實(shí)您知道嗎?只需稍加變通,它(指3D打印機(jī))能做到的事情會(huì)遠(yuǎn)超您的預(yù)期。近日,一位名叫PeterAlaric(網(wǎng)名lyratron)的創(chuàng)客,就借鑒失蠟法鑄造的原理,結(jié)合普通的桌面3D打印機(jī),搞出了一種“失聚合物法”的簡(jiǎn)易金屬部件鑄造方法。讓您使用一臺(tái)普通的3D打印機(jī)也能制作出自己想要的金屬對(duì)象。為此,Peter還貼出了詳細(xì)的教程來(lái)介紹整個(gè)制作過(guò)程。該過(guò)程共分12個(gè)步驟,下面詳細(xì)介紹。(另外需要強(qiáng)調(diào)說(shuō)明的是,這種方法具有一定的危險(xiǎn)性,未成年人請(qǐng)勿照做,成年人也需要提前做好足夠的安全防護(hù)措施。)


第1步:設(shè)計(jì)對(duì)象


您可以使用任何CAD軟件設(shè)計(jì)自己想要的3D對(duì)象。Peter建議使用SketchUp(免費(fèi))和OpenSCAD(更高級(jí)的用戶)等軟件。

第2步:添加澆口


所謂的澆口,是為了未來(lái)澆鑄進(jìn)入到模具里的入口。在3D設(shè)計(jì)中是一個(gè)漏斗似的東西并與您所設(shè)計(jì)的3D對(duì)象相連接。盡管它尺寸并沒(méi)有嚴(yán)格要求,但是直徑要足夠大,使得澆鑄的液體金屬能夠通過(guò)。而對(duì)于一些較大的物體,也可以設(shè)置一個(gè)以上的澆口。

步驟3:2%放大


使用您的3D設(shè)計(jì)軟件,將模型放大2%。當(dāng)模型沿XYZ放大了2%時(shí),它的總體積也就增加了大約6%,這就補(bǔ)償了未來(lái)澆鑄的金屬物體從230度以上的高溫冷卻到室溫時(shí)所產(chǎn)生的收縮。

第4步:3D打印出帶澆口的對(duì)象


使用3D打印機(jī)打印出對(duì)象,這里建議您使用PLA材料,當(dāng)然也可以實(shí)驗(yàn)其它材料。打印時(shí)澆口通常會(huì)朝上,但Peter指出,在某些形狀中它可能需要被水平放置在構(gòu)建平臺(tái)上。如果是這種情況,把澆口設(shè)計(jì)成矩形截面的棱柱體要比椎體要好一些。

第5步:將3D打印出的對(duì)象浸入石膏里


要確保該對(duì)象被完全浸沒(méi)在石膏中,但是不能接觸到容器的底部或側(cè)面,還好確保至少一小塊澆道伸出石膏以外。

第6步:讓石膏硬化、干燥


石膏硬化和干燥的最佳時(shí)長(zhǎng)為24小時(shí)。不過(guò)如果您時(shí)間比較緊迫的話可以通過(guò)太陽(yáng)曝曬或者加熱干燥的方法來(lái)減少這一時(shí)間,但是注意如果選擇后一種方法時(shí)不要施加過(guò)多的熱量,因?yàn)檫@可能導(dǎo)致水分被困在里面變成蒸汽,從而使得石膏膨脹和出現(xiàn)裂縫。

第7步:燒掉聚合物


下面進(jìn)入關(guān)鍵環(huán)節(jié),首先您需要戴上安全的、具有阻燃隔熱功能的手套,小心地將模具頭朝下燒一個(gè)小時(shí)或者更長(zhǎng)時(shí)間。請(qǐng)注意:PLA的煙霧是無(wú)害的,但ABS的煙霧會(huì)散發(fā)出臭味,并有可能對(duì)人體造成傷害,您需要采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。

第8步:將液體金屬倒進(jìn)澆口孔


另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):將燒融的金屬液倒入澆口孔。Peter建議使用比較容易融化的鉛錫合金。這個(gè)時(shí)候安全裝備一定要佩戴整齊:安全護(hù)目鏡、長(zhǎng)褲、不露腳趾的鞋和隔熱手套等缺一不可。一定要小心,因?yàn)樵摻饘僖坏┳⑷胫缶筒豢赡媪?,一旦有?wèn)題就意味著前功盡棄。

第9步:讓金屬冷卻


等待2或3小時(shí),或直到金屬(不是石膏)摸起來(lái)有點(diǎn)涼了。需要注意的是石膏是極好的熱絕緣體,所以最好等長(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)間。如果時(shí)間太短的話,那么金屬可能還沒(méi)有充分定型。

第10步:粉碎石膏,取出金屬物


用錘子將石膏輕輕敲碎。

步驟11:鋸斷澆口


用鋼鋸鋸斷金屬對(duì)象的澆口,要盡可能地靠近物體,但要避免破壞掉物體。

步驟12:銼掉澆口附著點(diǎn)


用銼刀搓掉澆口沒(méi)鋸掉的部分以及表面的金屬氧化物,同樣要避免傷到對(duì)象本身。

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