Wydrukowanie części w urządzeniach HP Multi Jet Fusion nigdy nie jest końcem procesu. Po każdym wydruku elementy muszą przejść obróbkę jedną z kilku metod. Standardowo jest to piaskowanie, która usuwa pozostałości proszku i nadaje elementom jednolity wygląd.
Istnieją jednak projekty, w których to nie wystarcza. Część musi być bardziej szczelna, mniej podatna na absorpcję wody, bardziej elastyczna albo po prostu uzyskać efekt powierzchni, którego nie można osiągnąć standardową metodą wykończenia.
W takich przypadkach świetną alternatywą jest chemiczne wygładzanie powierzchni.
Obróbka chemiczna – więcej niż estetyka
Proces polega na umieszczeniu wydrukowanych części w specjalnej komorze, w której są one poddawane działaniu oparów rozpuszczalnika. Opary oddziałują na powierzchnię materiału, powodując jej kontrolowane wygładzenie.
Efekt nie ogranicza się jednak do wyglądu. W zależności od zastosowania chemiczne wygładzanie może poprawić szereg właściwości części.
Powierzchnia staje się gładsza i bardziej jednolita, uzyskuje efekt połysku oraz lepiej odbija światło. Jednocześnie ograniczona zostaje jej porowatość, co przekłada się na mniejszą absorpcję wody i lepszą szczelność. Obróbka może również zwiększyć elastyczność powierzchni i odporność na niektóre oddziaływania mechaniczne.
To sprawia, że chemiczne wygładzanie jest szczególnie interesujące tam, gdzie część MJF nie ma być jedynie funkcjonalnym komponentem, ale musi również spełniać konkretne wymagania dotyczące szczelności, wyglądu, dotyku czy elastyczności.
Dlaczego wybrać obróbkę chemiczną?
Wybór post-processingu powinien wynikać z tego, czego oczekujemy od gotowej części. Piaskowanie może być wystarczające w wielu zastosowaniach, ale nie zawsze pozwala uzyskać właściwości potrzebne w bardziej wymagających projektach.
Chemiczne wygładzanie może być dobrym rozwiązaniem, gdy chcemy:
- uzyskać gładką, błyszczącą powierzchnię,
- ograniczyć chłonność wody i przenikanie cieczy,
- poprawić szczelność części,
- zwiększyć elastyczność powierzchni,
- uzyskać bardziej jednolity i „gotowy produktowo” wygląd,
- zachować szczegółowość geometrii przy jednoczesnym wygładzeniu powierzchni.
Najlepiej widać to jednak nie w teorii, ale na konkretnych przykładach.
W kolejnych częściach przyjrzymy się trzem projektom wykorzystującym HP MJF — Cortivision, Under Ant i Colgate-Palmolive — i sprawdzimy, jakie problemy miała rozwiązać obróbka chemiczna w każdym z nich.
Photon Cap – urządzenie do badania aktywności mózgu
Photon Cap, urządzenie rozwijane przez Cortivision, składa się z około 200 elementów, w tym wielu części z tworzyw sztucznych. Początkowo prototypy powstawały wewnętrznie w technologiach FDM i SLA. Tak wykonane elementy nie zapewniały jednak wymaganej jakości i wytrzymałości, a sam proces był czasochłonny i problematyczny.
Cortivision potrzebowało więc technologii, która pozwoli nie tylko przygotować prototyp, ale również wyprodukować pierwsze partie urządzenia o jakości wystarczającej do rozpoczęcia sprzedaży. Po przetestowaniu kilku dostawców wybór padł na HP Multi Jet Fusion. Pierwsze prototypy spełniły oczekiwania, a następnie zamówiono partię 20 sztuk, dzięki której urządzenie mogło trafić na rynek.
W tym projekcie jakość powierzchni była szczególnie istotna. Chemiczne wygładzanie pozwoliło nadać częściom bardziej dopracowany, produktowy wygląd, a jednocześnie ograniczyć charakterystyczną porowatość powierzchni elementów drukowanych z proszku. To dobry przykład sytuacji, w której MJF zapewnia bazę do produkcji funkcjonalnej części, a odpowiednio dobrany post-processing pozwala dopasować jej właściwości do finalnego produktu.
Under Ant – kluczowe wymaganie szczelności i estetyki
W przypadku firmy Under Ant poszukiwania alternatywnych rozwiązań rozpoczęły się od przygód z drukarkami FDM, w których problem stanowiły podpory i niska jakość wydruków.
Firma potrzebowała nieszablonowych rozwiązań, a projekty dynamicznie się zmieniały wymagały elastyczności produkcyjnej – zarówno pod względem wielkości zamówień, jak i samych zmian w projektach.
Co więcej, drukowane części musiały być doskonałej jakości, wymagały określonego poziomu szczelności, a dodatkowo problem stanowiła konieczność tworzenia złożonych geometrii.
HP MJF w połączeniu z obróbką chemiczną odpowiedziało na te problemy.
Tak projekt podsumował konstruktor Under Ant, Maciej Piekarniak:
“Części drukowane proszkowo wyglądają dużo lepiej i cały proces wygląda nieporównywalnie prościej. Nawet niewielkie elementy możemy zamówić w bardzo dobrej cenie, co znacznie przyspiesza nasz proces.
Doskonale sprawdzają się w naszym przypadku wykończenia w postaci obróbki chemicznej z barwieniem na czarno. Dodatkowy plus też za modele prezentacyjne – świetnie pokazały nam potencjał technologii.“
Wsparcie produkcji w branży automotive
Nie wszystkie części drukowane w 3D trafiają bezpośrednio do gotowego produktu. W branży automotive technologia HP MJF może być również wykorzystywana do wytwarzania elementów narzędzi produkcyjnych, pracujących w wymagających warunkach i wspierających procesy seryjne.
Dla jednego z naszych klientów z branży automotive kluczowe wymagania obejmowały pracę przy podciśnieniu, temperaturze sięgającej 120°C i ciśnieniu 6 bar. Istotne znaczenie miała również odpowiednia chropowatość powierzchni, dlatego proces wykończenia połączono z wibropolerowaniem i wygładzaniem chemicznym. Części przechodziły etap badań i walidacji R&D, aby potwierdzić ich przydatność do wymagającego zastosowania.
Projekt pokazuje, że MJF może znaleźć miejsce nie tylko w prototypowaniu czy produkcji gotowych komponentów, lecz także w zapleczu technologicznym fabryki. Odpowiednio zaprojektowane i wykończone części drukowane w 3D mogą wspierać produkcję seryjną, łącząc wymagania funkcjonalne z elastycznością wytwarzania. W zależności od wielkości części i stopnia zapełnienia komory zastosowanie tej technologii może przynieść oszczędności rzędu 30–50%.
Jaki wpływ ma wybór obróbki chemicznej na realizację zamówienia?
W porównaniu ze standardowym piaskowaniem proces ten wydłuża realizację zamówienia o około 4 dni robocze i wiąże się z dodatkowym kosztem do 50%. To dlatego decyzja o jego zastosowaniu powinna wynikać z konkretnych wymagań projektu — takich jak szczelność, ograniczona chłonność wody, elastyczność czy wysoka jakość powierzchni. Jeśli te właściwości są kluczowe dla funkcji części, dodatkowy czas i koszt mogą być uzasadnioną inwestycją.
