Objet 木纹仪表盘

最后润色应用

粘合、密封和美化 3D 打印零件

对于几乎与注塑成型产品没有任何区别的原型、高级加工应用、以及外观和质感都非常出色的耐用型自定义设备,可以对 3D 打印零件应用某些简单的后期处理。

为 3D 打印模型和零件上漆

综述

利用 Fused Deposition Modeling (FDM) 技术构建的坚硬的生产级热塑塑料零件。FDM 零件可以用打磨并上漆,从而获得引人注目的功能性原型和最终用途零件。

利用 PolyJet 技术 3D 打印出来的模型在构建腔中生成时便光滑美观,无需抛光即可接受上漆,从而让原型获得和最终成品一样的外观和手感。

FDM 零件上漆

Fused Deposition Modeling (FDM) 零件通常被视为原型设计、研究和不可见生产应用的理想选择,但通常认为 FDM 零件不能经过精加工而达到那些需要被拍摄、展示的模型或外露生产零件的水平。FDM 技术是一种增材制造流程,可使用 CAD 文件的数据逐层构建塑料零件。FDM 零件可以接受精加工和上漆,从而满足几乎任何应用的外观要求。这意味着现在许多新应用都可以利用 FDM 技术的节约成本、设计自由和交付周期上的优点。

应用概述

精加工 FDM 零件需要耐心、经验和知识。尽可能构建出表面光洁度良好的零件可以最大程度地简化精加工步骤。请务必注意内部的腔体更难以精加工,在设计零件时应该考虑这一点。但内表面通常都不需要精加工或上漆,因为它们都不可见。在将 CAD 模型转换为 STL 文件时,请使用较高的分辨率。STL 文件分辨率过低将导致材料表面上有许多需要去除的小平面。

使用实体或稀疏填充样式来构建模型。将零件对准垂直方向,最大程度地减少不平整,因为它们将需要额外的打磨和填充工作来去除。选择材料时就考虑到精加工步骤。ABS–M30 和传统的 ABS 材料通常是最容易精加工的材料。其他材料也可以上漆,但需要进行更多的精加工工作。

如果零件有许多结构或有复杂、弯曲的表面,请考虑使用较精细的分辨率针头大小。较精细的分层具有较高的特征细节和较低的孔隙率,因此所得的零件将更容易精加工。使用最新版本的 Stratasys Insight 构建文件准备软件来处理零件,并将“可见表面”样式设置为“增强”。

手动去除支撑材料,或使用 WaterWorks 可溶性支撑材料去除系统。如果使用 WaterWorks,则需要冲洗零件以去除 WaterWorks 溶液。用风扇干燥零件。

使用表面光滑处理机或刷涂的溶剂(可选)来对外表面进行初步的化学性平滑工作。

喷涂一薄层底漆(可选)将需要填料的区域显现出来。等待晾干然后在模型上所需的区域涂覆主体填料,并等待填料固化。打磨填料并使用蜡和油脂清洗剂清洗零件。涂覆第一层底漆。

检查模型的瑕疵并用主体填料和砂纸修复它们。

制作湿砂模型并用蜡和油脂清洗剂清洗。如有必要,涂覆第二层底漆,并重复流程直到模型的表面光洁度满足应用要求为止。然后涂覆一层或两层漆层,并涂上清漆涂层(哑光或亮光)保护漆层。

客户案例

Product Development Solutions (PDS) 是一家提供完整的原型设计和生产服务的机构,专注于为许多行业(包括医疗、航空和消费品)提供 CNC 机加工和浇铸氨基甲酸乙酯零件。PDS 不是快速原型的制造商,但为其客户生产的快速原型提供精加工和上漆服务。MR Instruments 是一家为 MRI 设备开发 RF 线圈的公司,它们提供了一个 PDS 为 FDM 零件上漆提供服务的案例。

为磁共振成像 (MRI) 机器构建线圈的传统方法包括 CNC 机加工和室温硫化 (RTV) 硅橡胶铸模。这些方法成本高昂并且费时费力。许多生产 MRI 机器的公司都开始使用 FDM 零件来生产线圈。

“到目前为止,FDM 零件的使用主要限制在研究机器的范围内,因为许多 MRI 制造商认为 FDM 零件无法精加工到临床应用中的机器所要求的水平,”PDS 的销售经理 Dave Reasor 说道。“我们应用在精加工模制和机加工零件方面的经验,开发出多种方法来精加工 FDM 零件,从而满足用于医院和诊所的 MRI 机器的外观要求。”

Reasor 援引了 MR Instruments 最近的一个项目。该公司之前花费大约 850 美元来制作具有优良外观的复杂线圈零件用于市场营销或生产。交付周期大约是七天。现在该公司将从服务机构购买由 PDS 精加工和上漆的 FDM 零件。总成本仅需 320 美元,并且交付周期缩短到了五天。

为 PolyJet 模型上漆

当您需要尽可能精确无瑕的高质量产品来代表您的最终产品时,PolyJet 3D 打印技术将比任何方法都更为出色。精确的 Objet 3D 打印模型以肉眼无法辨识的薄层构建而来,这使得它们具有平滑无瑕的表面,很容易就被认为是最终成品。

PolyJet 模型一经打印完成就可以上漆或装饰,无需进行准备或抛光。利用现成的丙烯酸油漆和涂料,再加上一点点技巧,您就可以获得媲美产品的概念性模型的真实呈现。通过和这种近乎真实的产品进行准确、清楚而令人信服的交互,您可以对最终产品作出重要的决策。

精细上漆

该应用说明针对 Objet 3D 打印系统用户提供,涉及如何利用特殊的上漆技术来为它们的 FullCure 模型强化细节、色彩和创造性。

通过在打印的 FullCure 模型上实现着重强调的细节特性,从而创建出栩栩如生的性质,这需要基本的艺术技巧和材料。可以使用一系列不同的上漆和染色技巧来创建出具有不同材料特性的错觉。这些技巧可以应用到任何 FullCure 模型或组件上。

本应用说明中详述的例子被应用于 Legacy Effects 为 Microsoft 的 Halo 3 市场推广活动所制作的模型。供拍照的模型采用 FullCure 模型材料打印,并进行了自定义上漆以强调伤痕累累的盔甲、风吹日晒的皮革、血肉和毛发以

实现栩栩如生的效果的后处理技术

1. 清洁

有效耐用的上漆模型要以后期处理精加工技术为基础。(注:由于该模型的性质和打印的质量,无需进行打磨工作。)

  • 首先使用 WaterJet移除模型的所有支撑材料
  • 将模型浸入 2% 的 NaOH 水溶液中约 30 分钟
  • 再次用 WaterJet冲洗模型,去除所有残留物
  • 等待模型完全晾干
  • 使用无纺布和异丙醇 (> 90%) 清洁所有表面

2. 上底漆

建议为模型上底漆,以帮助颜料附着并使表面纹理变平坦。在此处图示的案例中,使用了哑光的汽车底漆喷雾作为中性的基础背景色彩。

  • 均匀喷涂一层底漆在模型的所有表面上
  • 等待底漆完全晾干

使用的材料:汽车底漆喷雾

3. 拼色对碰处理

拼色对碰是一种简化上漆的技巧,它将不同的颜色涂覆到大片区域中作为后续层的基础。用刷子为纯色区域上色 使用的材料:

  • 丙烯颜料
  • 丙烯和水彩刷

4. 分层上色

用不同色调和色彩类型为每个已上色的部分上漆,创造出深度和维度。在本示例中,银色的腕甲首先是着上了蓝色,然后轻轻刷上了一层银色涂层,使下方的蓝色斑块可以透过银色涂层显露出来。然后在银色上方粗略地干刷上第三层焦赭色,使这块区域看起来有脏污和磨损的观感。在各层着上不同的色彩以获得所需的效果。使用的材料:

  • 丙烯颜料
  • 丙烯和水彩刷

5. 重点强调细节

通过添加颜色对比和定义,模型的外观可以更加锐利。该技巧需要将阴影区域涂暗,并将反射表面进行高光处理。

  • 在最上层的表面着以更明亮的色彩,并用较暗的阴影色调定义出边缘
  • 打磨突出区域的颜料或镀金油脂以产生反射的效果
  • 确保利用大小合适的刷子为精细的细节部分上色
使用的材料:
  • 丙烯颜料/釉质模型漆
  • 镀金油脂
  • 丙烯和水彩刷

6. 老化和特殊光泽化

可以通过一些非常规的技术来获得历经沧桑和日晒雨淋的外观。在本示例中,利用不同的工具对模型进行了刮擦和打凿(请小心操作,切勿破坏重要细节)。日晒雨淋的效果可以通过轻轻地喷涂颜料和污水来获得。

  • 利用各种工具刮擦模型,制作出破损或老旧的外观
  • 使用干刷在模型上制作颜料污点,从而使这些区域看起来有脏污感
  • 将牙刷浸入涂料,然后用拇指来回扫过刷毛,从而将涂料喷涂到表面上,为模型添加斑斑污渍

使用的材料:

  • 丙烯颜料
  • 厨房刀、叉、螺丝刀
  • 牙刷

7. 润色

建议将上漆的模型密封起来,保护漆面并形成所需的光泽。在本示例中,手臂喷涂成透明的哑光表面。而指甲和盔甲上染血的地方则用刷子涂成了较厚的光泽表面。

  • 用透明涂层喷涂模型表面
  • 将有光滑感的表面喷涂出湿润感

使用的材料:

  • 透明涂层上喷涂清漆或亮光漆
  • 刷上亮光漆(液体地板蜡或指甲油)

8. 材料清单

漆料

  • Rust–Oleum 汽车底漆
  • 金色哑光丙烯颜料
  • Liquitex 光亮–丙烯酸瓷漆
  • Citadel Foundation 的 Reaper Pro 涂料(丙烯酸模型漆)
  • Model Master 瓷漆
  • Rub ‘n 浅黄色蜡金属表面抛光剂(金属光泽)

抛光剂

  • Krylon 丙烯酸透明喷雾抛光剂
  • Pledge 液体地板蜡(光亮湿润效果)

工具

  • 丙烯酸刷(宽而粗糙的纹理)
  • 水彩刷(精细细节,轻水洗效果)
  • 牙刷(污点、细节旧化)
  • 黄油刀、叉、螺丝刀(刮擦、打凿)