蒸气平滑 PETG：实现优质表面光洁度的指南

蒸汽平滑是一种低劳动力的 PETG 零件后处理技术，可以产生中等到高的表面光泽度并显着提高平滑度。该过程的工作原理是将打印部件暴露在受控的、富含溶剂的气氛中。溶剂部分溶解最外层的聚合物层，使表面流动并填充微观的山谷。一旦溶剂蒸发，重新固化的表面就会形成连续的、有光泽的薄膜。

这种方法可以产生美观的原型并改善零件的触感。然而，由于平滑过程中的材料流动，它可能会降低表面尺寸精度并模糊细节。蒸汽平滑对于生产需要抛光外观的化妆品原型以及将 FDM（熔融沉积成型）或 FFF（熔丝制造）生产的多孔部件密封成水密甚至气密组件特别有用。 PETG 可耐受许多常见溶剂，因此只有某些化学物质（例如二氯甲烷或四氢呋喃）有效，并且由于其毒性和挥发性，必须在严格的安全协议下进行处理。

本文将解释 PETG 的蒸汽平滑过程，描述基础材料科学，并讨论其优点、局限性和安全注意事项。

什么是蒸汽平滑 PETG？

蒸汽平滑PETG是指用于改善由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)长丝或粉末制成的3D打印部件的表面不规则性的后处理技术。这些零件通常使用 FDM、FFF 和 PBF（粉末床熔融，有时是 SLM（选择性激光熔化））的各种方法制造。这些过程往往会提高分辨率，从而导致可见的 Z 轴台阶损坏表面。

蒸汽平滑是 ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）印刷品最常用的方法，但它也越来越多地应用于 PETG。然而，值得注意的是，蒸汽平滑 PETG 可能不会产生与 ABS 相同的结果。由于材料特性的差异，它在实现光泽饰面方面可能也不那么有效。 PETG对常用溶剂的耐受性更强，因此与应用于ABS相比效果有所减弱。

蒸汽平滑 PETG 也被称为什么？

在大多数材料应用中，蒸汽平滑也称为化学平滑、丙酮平滑和化学蒸汽平滑。

蒸汽平滑 PETG 在制造业中的用途是什么？

蒸汽平滑的目的是通过受控的溶剂暴露来部分液化 3D 打印零件的表面。这会软化最外层的材质，使相邻层模糊并合并。其结果是表面的层阶不连续性减少，从而形成更平滑、更均匀的外观。 

在制造中，此过程有三个主要目的。首先，它增强外层皮肤的表面粘附力，有效密封毛孔并缩小挤出细丝之间的小间隙。其次，它可以改善外观，因为可见的层纹会减少，并且通常可以获得光泽的表面。第三，在受控条件下进行时，蒸汽平滑不会显着削弱原始层间键合（Z 方向强度），因为溶剂渗透仅限于表面而不影响材料的本体。

使用蒸汽平滑 PETG 的行业有哪些？

各个行业领域都对 3D 打印零件（包括 PETG）采用蒸汽平滑技术，例如汽车、消费品和医疗领域。蒸汽平滑可以改善特定汽车部件的表面光洁度，改善非精密零件（例如用于手术规划的软组织或骨组织模型），并改善消费产品美容零件（例如电子外壳和时尚配饰）。

使用 PETG 进行蒸汽平滑处理并不像使用 ABS 等其他材料那样广泛。 PETG 因其特定的性能而被选中，例如韧性和透明度。有时，其自然表面光洁度更适合特定应用。值得注意的是，蒸汽平滑过程需要非常具有腐蚀性和有害的溶剂，从而降低了该技术的适用性。

蒸汽平滑 PETG 如何工作？

PETG 的蒸汽平滑通过将打印部件悬浮在受控的溶剂蒸汽气氛中来实现。当溶剂蒸气凝结到表面时，它们会通过暂时削弱聚合物链之间的分子间键来软化聚合物基质，而不会引起明显的解聚或化学分解。这种受控的表面溶解允许 Z 方向上相邻打印层的材料部分流动和合并，从而减少它们之间的尖锐边界。随着溶剂蒸发，软化的聚合物重新固化，形成更连续和均匀的表面层。  最终的结果是零件具有更美观的光洁度和更低的表面粗糙度。 

蒸汽平滑还可以密封孔隙，提高防水性，在某些情况下还可以提高气密性。此外，通过降低层阶界面的严重性，蒸汽平滑可以适度改善 FDM/FFF 打印 PETG 零件的各向异性机械性能。然而，这种效果通常次于美观和密封效果。

蒸汽平滑 PETG 的分步过程是什么？

下面列出的是PETG蒸汽平滑的一般流程：

1。收集必要的材料

蒸汽平滑所需的主要材料是化学溶剂，它可以溶解3D打印部件的外层，有效地平滑表面。对于 PETG，需要乙酸乙酯、MEK 或二氯甲烷等溶剂。准备一个足够大的气密且耐溶剂的容器（均热板），以容纳 3D 打印零件和蒸发溶剂。还需要一个支架或架子来将 3D 打印部件悬挂在容器内。另外，准备好个人防护装备和灭火器等所有安全设备。

2.准备零件

蒸汽平滑之前的大多数准备步骤只是打印后模型完成的准备步骤。这包括去除任何支撑物或可溶性支撑材料残留物。清理打印部件中的任何支撑瑕疵。将悬挂支架安装到零件上，以最大程度地减少蒸汽平滑过程中支架接触造成的疤痕，确保模型的实用性不受影响。最后将模型悬挂在均热板中。

3.安全注意事项

应遵循各种安全预防措施，例如确保空间通风良好、配备碳过滤 VOC 呼吸器以及在处理溶剂或蒸气平滑部件时使用它。完成后，使用强制通风口清理腔室，然后将空气通过活性炭过滤器并排出。处理溶剂时，请使用耐溶剂手套（例如乳胶手套）。准备好灭火器，将平滑后的部件悬挂在通风良好的空间，以完成溶剂蒸发过程。

4。预热容器（可选）

根据经验和测试，将均热板预热至适当的温度。不要超过安全水平（低于 70 °C），以避免原型上产生气泡的风险。理想情况下，在整个过程期间，腔室应保持在目标温度。如果可能的话，这个温度和过程的时间应该是自动化的，以获得最大的一致性。

5。蒸气暴露

蒸汽暴露的持续时间和强度很大程度上取决于打印材料、模型几何形状、溶剂类型、溶剂加热和您的实验评估。所需的临界时间/强度足以软化表面，而不会更深地渗透到更脆弱的区域。应保留零件直至达到令人满意的平滑程度。但是，它不应该太长，以免过度降低模型精度或引发零件易损区域的变形。

6。密封并监控腔室

均热板在加工过程中必须是气密的，以容纳溶剂蒸气，并且在释放前应包括带有活性炭过滤的通风系统。假设周围的工作空间仍可能积聚挥发性有机化合物 (VOC)，因为溶剂蒸气会损害嗅觉，使暴露更难以检测。

当腔室密封时，密切监视平滑过程，特别是对于新的几何形状或不熟悉的打印设置。薄壁、无支撑部分和低填充区域尤其容易受到影响：软化的材料可能会变形、塌陷或让溶剂渗透得更深。这种损坏是不可逆的，因此应仔细控制和观察暴露时间，以平衡表面质量与零件完整性。

7。通风和吹扫

暴露完成后，在打开之前通过过滤系统净化腔室。假设腔室周围的区域受到污染，因为嗅觉疲劳可能会妨碍检测溶剂浓度。

8。曝光后蒸发

平滑后，将部件悬浮在通风区域，让残余溶剂完全蒸发。这可以防止表面粘性并确保机械稳定性。

9。后处理清洁

如果许多零件进入工艺时没有污染物并且工艺本身是清洁的，则在蒸汽平滑处理后不需要任何清洁。然而，重要的是要确保使用后蒸气平滑阶段蒸发所有痕量溶剂。用异丙醇简单清洗，然后用温和的清洁剂溶液清洗，然后用去离子水冲洗并干燥，即可使模型保持干净并可以使用。

10。最终检查

蒸汽平滑可能会导致细节损失、变形和其他缺陷，因此在将零件交付完整并准备使用之前，有必要彻底检查和检查是否存在过度的尺寸变化、对称性损失、翘曲等。