解析3D打印模型“美容術(shù)”

allago   2016-07-25 17:27:34

3D打印設(shè)備我們已經(jīng)給大家展示過很多成熟的產(chǎn)品和方案。但是很多人還是對這一技術(shù)的認(rèn)知,與客觀的事實有所差距。尤其是在模型表面的光潔度上很多網(wǎng)友總是頗有微詞,那么有沒有辦法像韓國整容一樣,把這些3D打印的粗糙模型變得光滑呢?

3D打印容易產(chǎn)生誤解

我們?nèi)粘=佑|到的任何零件,表面都經(jīng)過了處理,有很多材料,天生表面就是光滑的,比如玻璃。于是很多人認(rèn)為“無所不能”的3D打印技術(shù),也能做到打印完的材料表面光潔如鏡。但事實上,這還是對于3D打印技術(shù)本身的不了解。

能打印光滑表面的3D打印機(jī)價格不夠親民

3D打印的確存在能夠把成品直接就打印的具有光滑表面的技術(shù),不過這些技術(shù)的3D打印機(jī)價格往往昂貴。以光固化樹脂技術(shù)為例,這一技術(shù)的顯著特點就是超高精度以及光滑的成品表面,但是這種技術(shù)的產(chǎn)品,最便宜的要數(shù)FormLab的The Form1,國外的價格依舊需要3299美元起,遠(yuǎn)非普通愛好者所能承受。

層與層之間的縫隙讓FDM技術(shù)顯得不夠光滑,怎么辦?

我們?nèi)粘D苜I到、只需要幾千元的3D打印機(jī),統(tǒng)統(tǒng)都是采用熔融沉積技術(shù),也就是俗話說的“盤絲”這一技術(shù)。由于是開源的,所以成本很低,但是其打印成型的產(chǎn)品我們無論用肉眼還是用手去觸摸,都能明顯的感覺到一層層的分層痕跡,怎么把這些表面粗糙的分層,“美容一下”,就像送去韓國美容手術(shù)一樣?

“打粉底”:填補(bǔ)溝壑變光滑

這種辦法說白了,就是我們?nèi)粘Kf的“打膩子”,這在我們處理表面粗糙的木制家具、修理汽車碰撞剮蹭的時候經(jīng)常使用。另外一個女性朋友常用的化妝品“粉底”,其實也是一種填補(bǔ)用的化學(xué)品,填補(bǔ)臉上細(xì)小的皺紋,讓人看起來更年輕。

補(bǔ)土是填平3D打印模型表面的好辦法

具體而言,這個辦法是使用名叫“補(bǔ)土”(Putty)的快速固化樹脂來填平這些溝壑。這里尤其是水補(bǔ)土,是一種噴罐,干燥的速度要比一般的補(bǔ)土快,并且具有很好的附著力和硬度,這在模型的制作過程中頗為常見。

水補(bǔ)土也可以填平,但是成本很高,且速度慢效率低

補(bǔ)土能填補(bǔ)溝壑讓3D打印模型表面變光滑。但是,使用補(bǔ)土一般來說都是比較貴重的模型,因為這種方法費(fèi)時費(fèi)力,且成本很高,尤其是消耗人的工作時間很長,那么有沒有更快速的辦法?有,而且不止一種。

“去死皮”:15分鐘搞定

砂紙就是常見的拋光手段。一般來說,粗糙的砂紙使用的是很堅硬的碳化硅(SiC)做為磨料,用合成樹脂粘接在布纖維或是紙張表面。當(dāng)然,這是很多人對于砂紙的印象是表面很粗。但是是事實上,砂紙是分標(biāo)號的,標(biāo)號數(shù)字越大,就越細(xì)膩,平時感覺很糙的砂紙,是400目左右的,而到了2000號的砂紙,就已經(jīng)能拋光出相當(dāng)光澤的表面了。這和我們用的“磨砂”洗面奶來磨掉死皮,讓臉看上去更光滑一些,道理上是一樣的。

砂紙通過不同標(biāo)號來實現(xiàn)不同的拋光程度,數(shù)字越大越細(xì)

借助砂紙和研磨膏,能把車模拋光到鏡面的效果

使用砂紙拋光3D打印模型,其實就是磨掉了突起的表面,現(xiàn)在也有電動的設(shè)備來輔助,這樣對于表面不復(fù)雜的3D打印模型來說,拋光的速度很快,一般15分鐘之內(nèi)就能完成。這個速度要比使用補(bǔ)土打膩子快得多。

如果要砂紙拋光,外殼的厚度要足夠,這個外殼大約有2.5毫米左右,但是這并不代表不存在問題。首先是3D打印的物體殼要有一定的厚度,如果很薄,用電動工具一不小心磨穿也不是不可能,此外,如果對模型的輪廓尺寸要求很高,砂紙也未必就是很好的方案,因為這種辦法導(dǎo)致模型本身外圍會打磨掉一層,厚度損失有0.1-0.2毫米。

“美白洗牙”:快速處理表面

我們?nèi)粘J褂玫慕饘倭慵?,很多時候,表面不是鏡面,而是有點粗的“磨砂”效果。這種表面質(zhì)感得到很多人的喜歡。這是金屬加工里面很常見的工藝,名為噴砂。可以非??焖俚陌驯砻娲植诘蔫T造、切削后的表面處理成為比較光澤的磨砂效果。在牙醫(yī)領(lǐng)域,也用這個技術(shù)來處理牙齒表面,噴一種鹽的顆粒,去掉難以去除的牙菌斑,讓牙齒更好看,清潔的徹底。

噴砂的具體原理,就是通過動力裝置將非常細(xì)微的堅硬的細(xì)沙球顆粒吹出,這些細(xì)沙高速碰撞物體的表面,比較明顯的溝壑就會被“砸掉”,剩下的是略微帶一點粗糙的“磨砂”效果。

3D打印的模型同樣可以用來進(jìn)行噴砂處理。噴砂是成熟的工業(yè)上處理物體表面的工藝。處理速度非??欤瑤追昼娋湍芴幚砗艽蟮谋砻娣e。不過噴砂的問題在于其需要密閉的工作空間,否則亂飛的顆粒、粉塵都是有害的,換句話說,噴砂不能噴體積過大的3D打印物件,不過還好的是我們桌面用的3D打印機(jī),能打印的物件都不算大,對噴砂工藝來說沒難度。

“做美甲”:最光滑的表面?

桌面3D打印,目前來說都是使用的ABS或是PLA材料。而在有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域,丙酮是非常萬能的一種有機(jī)溶劑,可以溶解的有機(jī)化合物非常多?,F(xiàn)在很多女性都喜歡去做價格不菲的“美甲”,而去掉指甲油的“洗甲水”,正是丙酮,用來溶劑指甲油這種硝基油漆,而上指甲顏色的時候,丙酮也是稀釋劑。

溶劑熏蒸,就是利用丙酮等有機(jī)溶劑的溶解性強(qiáng)的特點。將打印好的3D模型放置到一個密閉的空間,用丙酮蒸汽來進(jìn)行表面材料的溶解,由于表面逐漸溶解液化,所以很快就不再有溝壑的存在。

在這幾個工藝中,丙酮熏蒸可以說是最難控制的,少了沒效果,多了或是在丙酮蒸汽里面時間長了,表面甚至?xí)夯瘹馀?,所以這種辦法適合表面沒有特別需要關(guān)照的細(xì)節(jié)的3D打印模型。而且丙酮揮發(fā)性強(qiáng)還有毒,且易燃易爆,所以用丙酮熏蒸處理,一定要注意安全。

這些常見的工藝處理之后,我們3D打印的模型表面就不再粗糙。而其實這些工業(yè)用的處理方法,我們在日常的化妝過程中都能找到原理想通的處理方式,是不是處理過的3D打印模型,如同整容過的明星、PS過的女神一樣,我們會更喜愛呢?

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