工业 3D 打印的后处理：您应该了解的主要趋势

后处理可能是将增材制造 (AM) 用作工业过程的关键瓶颈之一。每种 AM 技术都需要自己的一套后处理解决方案，这些解决方案需要尽可能实现自动化，以便在生产中可行地使用该技术。

幸运的是，该行业已经开始应对后处理挑战，越来越多的公司推出了帮助自动化和优化后打印工作流程的解决方案。

在今天的文章中，我们将介绍一些可用于聚合物和金属 3D 打印的解决方案，并探讨为什么后处理是提高 AM 生产力的关键。

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3D 打印聚合物部件的自动化后处理

在聚合物 3D 打印领域，人们非常关注后处理阶段的自动化。

去除工艺，例如去除载体、去除树脂或粉末，是最常用的后处理操作。它们通常是手动执行的，这会占用大量的时间和人力资源。

使这一阶段更加复杂的是，许多公司正在使用多种 3D 打印技术，每种技术都有自己的后处理要求。

那么，公司如何才能在添加更多打印机或引入另一种 3D 打印技术时遇到瓶颈之前改进其后处理操作？

像 Rösler、PostProcess Technologies、 AMT 和 DyeMansion 一直在开发解决方案来帮助 AM 用户简化后处理。

开发端到端的后处理解决方案

一家旨在简化后处理工作流程的公司是英国的增材制造技术 (AMT)。

去年推出的 AMT 的第一个零件精加工系统 PostPro3D 使用化学蒸汽平滑工艺，该工艺应用专有化学品来平滑 3D 打印聚合物零件的表面。

化学溶液密封表面并去除零件的孔隙。它还可以防止水或气体进入，并实际上提高了机械性能。

AMT 的解决方案针对采用粉末床和挤出技术生产的聚合物部件。

PostPro3D 可以使用高度工程化的聚合物（如 ULTEM、尼龙、TPU 和 TPE 等）完成打印部件。据该公司称，超过 95 种聚合物经过验证可用于其系统。

最近，该公司还将一个更小、更便宜的 PostPro3D Mini 单元商业化，目标是研究机构和较小的服务机构。

展望未来，AMT 计划推出其数字制造系统，该系统将结合去粉、平滑、着色和检查，以自动化每个手动后处理步骤。

DyeMansion 的 VaporFuse 表面处理技术

另一家提供增材制造系统的公司是德国公司 DyeMansion。上个月，该公司推出了基于 VaporFuse 表面处理 (VFS) 技术的新 Powerfuse S 系统，这是一种闭环自动化工艺，能够为 3D 打印部件实现光滑、高光泽的表面处理。

经过VFS工艺处理的部件还具有防水性和易清洁性。据 DyeMansion 称，VFS 零件的表面质量可与注塑件相媲美。

在材料方面，DyeMansion 的新 VFS 技术不仅兼容 PA11 或 PA12 等硬质聚合物，但也可以使用 TPU 等柔性材料，手动完成可能具有挑战性。

为了提高后处理自动化和数字化的标准，DyeMansion 还为新系统引入了全自动加载选项、连接性和批量跟踪功能。

对于长期计划，Powerfuse S 整理平台和 VFS 技术将集成到 DyeMansion 的打印到产品工作流程中。在此工作流程中，VFS 过程可以作为第二个（或附加）曲面选项与 PolyShot 曲面处理 (PSS) 一起实施，并且可以跟随着色过程。

罗斯勒的增材制造解决方案

除了专为增材制造的后处理企业外，通常服务于传统行业的大公司也开始为增材制造解决方案。

其中一家公司是德国表面处理解决方案专家罗斯勒集团。

罗斯勒在表面处理领域提供服务已有 80 多年的历史。该集团在 15 家不同的子公司提供广泛的批量精加工系统、抛丸、耗材和后处理解决方案组合。

该公司去年通过推出多功能平台加入了 3D 打印行业用于表面精加工 3D 打印部件，称为 RapidFinish。

今年，该公司决定将其 AM 活动（其中还包括服务）捆绑在 AM Solutions 品牌下。

AM Solutions 的 3D 后处理部门提供拆包、去除支撑结构、去除残留粉末、表面清洁、平滑、抛光和染色 3D 打印部件等功能。

这些服务适用于金属、聚合物和合金 3D 打印部件，使用 AM Solutions 选择的后处理设备。其中一些机器由 Rösler 开发，而其他机器则来自其他供应商，如 PostProcess Technologies 和 GPA INNOVA。

各个后处理阶段均由自动化系统执行，据报道，该系统使用户能够以实现高度的可重复性和更高的生产率。

Rösler 不仅销售表面处理机，而且还针对特定的 3D 打印机调整其解决方案。例如，上个月，AM Solutions 宣布与惠普达成合作协议。根据协议，该公司将利用其在表面处理解决方案方面的专业知识，专门针对惠普的 Multi Jet Fusion 技术进行调整。

金属 3D 打印部件的后处理

说到金属3D打印的后处理，工作流程比聚合物更复杂，需要很多专门的设备。 3D 打印的金属部件必须从其构建板上切下，然后进行热处理以消除打印过程中产生的内应力。

此外，不同的金属 3D 打印过程可能需要不同的后处理解决方案。例如，要对使用金属粘合剂喷射 3D 打印机生产的零件进行后处理，公司将需要一台额外的设备进行脱脂和烧结。

同时，专为金属增材制造后处理开发的解决方案较少。在大多数情况下，增材制造用户使用与金属零件相同的一套后处理设备，采用传统技术生产。

也就是说，有一种很有前途的增材制造后处理解决方案，可用于去除金属零件的支撑，并可在自动设置中实现光滑的表面纹理。

称为 Hirtisation 的新工艺由奥地利公司 Hirtenberger Engineered Surfaces 开创。

该过程包括三个步骤。首先，从零件上去除支撑结构和粉饼，并显着降低表面粗糙度。第二步，进一步降低零件的表面粗糙度，从而获得适合大多数工业应用的表面质量。第三个可选步骤是高抛光工艺，可创造出具有装饰性的超光滑饰面。

据该公司称，Hirtisation 适用于 3D 打印中常用的所有金属和合金。

Oerlikon AM 是提供 AM 服务的部门，最近与 Hirtenberger 建立了合作伙伴关系，以评估 Hirtisation 过程。

在合作的第一阶段，欧瑞康和 Hirtenberger 发现 Hirtisation 工艺能够完成几何形状的零件，这些几何形状以前很难或不可能用其他表面处理方法完成。

在依赖增材制造提供的设计自由度的行业中，能够更有效地对极其复杂的金属部件进行后处理是一个巨大的优势。 Hirtisation 等系统有助于释放这一优势并促进该技术的进一步工业化。

解决去粉问题

在粉末基金属3D打印加工中，用户通常需要去除打印过程后留下的粉末。

但是，这不是一件容易的事，因为如果零件设计复杂，则粉末可能会被困在零件内部。释放粉末主要是手动完成的，这在后处理大批量零件时效率不高。

为了自动化该过程，德国公司 Solukon 与西门子合作开发了 SFM-AT800S 系统，用于对采用粉末床融合技术制成的 3D 打印部件进行自动脱粉。

除粉系统是一个不锈钢室，可容纳尺寸高达 800 x 400 x 550 毫米的铝、钛和镍基合金零件。

一旦零件装入机器，脱粉过程开始。该系统使用可控振动、宽频率和电动轴旋转，彻底清洁金属烧结部分的任何残留金属粉末。

在自动化过程后，该机器还支持 6 bar 手动清洁压力压缩空气或惰性气体。

这样的过程还有助于安全回收残留粉末，防止污染，并为进一步加工做好准备。

一些3D打印机制造商还专门为他们的机器开发除粉解决方案。今年早些时候，金属粘合剂喷射专家 Digital Metal 宣布了一种自动化解决方案，该解决方案使用 CNC 机器在后处理操作中去除粉末。

另一家金属粘合剂喷射公司 ExOne 也提供为其打印机开发的自动除粉站。

随着金属 3D 打印越来越多地用于生产高度复杂和复杂的零件，如燃料喷嘴和热交换器，对自动除粉解决方案的需求只会越来越大。

最终，从手动去粉到自动去粉将有助于显着优化金属 3D 打印工作流程，不仅可以减少人工劳动时间，还可以最大限度地减少由于粉末残留而导致的粉末浪费和零件报废问题。

3D 打印后处理：提高生产力的关键

扩展和自动化后处理操作仍然是一个挑战。然而，我们乐观地认为，这一挑战很快就会成为过去，因为一些行业参与者正在开发解决方案来克服它。

从支撑去除、去粉、表面精加工和着色，如今，AM 用户拥有比以往更多的选择来优化和自动化后处理步骤。

最终，拥有合适的后处理基础设施为 AM 实现高度的可重复性和生产力打开了大门。因此，对于那些采用 3D 打印进行生产或希望在未来增加使用该技术的人来说，实施后处理必须是优先事项。