SLS 후처리 테크닉 가이드: 미디어 블라스팅, 평활화, 폴리싱, 도색 외

다른 분말 기반 적층 제조 기술과 마찬가지로 SLS 파트은 프린팅이 끝난 후 여분의 분말을 청소해야 합니다. 파트 프린팅이 완료되어 3D 프린터에서 꺼내면 파트 추출, 분말 회수 및 미디어 블라스팅의 세 가지 핵심 단계를 수행해야 합니다.

이 섹션에서는 Fuse 시리즈 SLS 3D 프린터와 Fuse Sift 분말 회수 스테이션, Fuse Blast 미디어 블라스팅 솔루션을 다룹니다.

후처리를 시작하려면 SLS 프린트를 식혀야 합니다. 완전히 패킹된 Fuse 1+ 30W 빌드일 경우 최대 14시간이 걸릴 수 있습니다. Fuse 시리즈 프린터에는 권장 냉각 시간을 보여주는 터치스크린 기능이 있습니다.

냉각 과정은 두 단계로 나뉩니다. 첫 번째 단계는 빌드 챔버가 ≤ 100°C로 식을 때까지 기다리는 것입니다. 이 때 빌드 챔버를 프린터에서 떼어내 Fuse Sift 스테이션으로 옮길 수 있습니다. Fuse 시리즈 프린터는 냉각 시간이 업계 최고로 신속하여 이전 프린팅 작업 후 1~2시간 이내에 새 프린팅 작업을 시작할 수 있습니다.

냉각 프로세스의 두 번째 단계는 빌드 챔버를 이미 Fuse Sift로 옮긴 상태에서 수행할수 있습니다. 빌드 챔버가 완전히 식은 후 파트를 회수할 수 있습니다. Fuse Sift가 분말 덩어리를 빌드 챔버 밖으로 천천히 들어 올려 소결된 파트와 소결되지 않은 분말이 분리되게 하면 팬이 분산된 분말을 필터로 끌어들입니다. 소결되지 않은 분말을 손으로 털어서 프린트물에서 떨어뜨리면 완성된 프린트물이 드러납니다.

Fuse Blast를 사용할 때는 작업자가 5분 정도만 소비하여 Fuse Sift의 분말 덩어리에서 파트를 추출한 다음 여전히 분말로 뒤덮인 파트를 바구니로 옮겨 Fuse Blast에서 청소하면 됩니다. 다른 미디어 블라스터를 사용할 때는 연마재 오염을 방지하기 위해 Fuse Sift에 제공된 브러시를 사용하여 미세 분말과 반소결된 Surface Armor를 제거하는 것이 좋습니다.

Fuse 시리즈에서는 프린팅 후 소결되지 않은 상태로 남아 있는 분말를 재활용하고 재사용할 수 있어 폐기물과 재료 비용을 줄일 수 있습니다. Fuse Sift는 미세 분말을 회수하고 이를 회전시켜 향후 프린트물에 사용할 새로운 분말과 혼합합니다. 추가해야 할 새 분말의 비율을 리프레시 비율이라고 하며 이는 제조업체의 기계, 소재, 프린팅 환경에 따라 달라질 수 있습니다.

_{프린팅된 파트는 Fuse Blast로 옮겨 바구니 회전, 압축 공기, 연마재의 평활화 효과 조합으로 분말을 제거합니다.}

기본 청소 후 미디어 블라스팅(샌드 블라스팅이라고도 함)으로 SLS 파트에서 분말를 완전히 제거하는 것이 좋습니다. 브러시로는 완전히 해결할 수 없는 네거티브 피처(움푹하게 들어간 형상) 내 반소결 Surface Armor 제거에 특히 유용합니다.

Fuse Blast는 프린터에 구애받지 않으며 최초의 저렴하고 자동화된 미디어 블라스팅 솔루션입니다. Fuse 시리즈 SLS 에코시스템을 완성하거나 다른 유형의 분말 베드 융합 3D 프린터에도 사용할 수 있습니다

Fuse Blast를 이용하면 바구니 회전, 압축 공기, 연마재의 조합 덕분에 10분 만에 손 하나 대지 않고 파트에서 먼지와 잔여 분말을 제거할 수 있으며 사전 프로그래밍된 루틴 으로 일관된 결과도 얻을 수 있습니다. 털어낸 분말이 파트에 다시 달라 붙는 것을 방지하는 인라인 이온화기 덕분에 파트를 손으로 만져도 분말이 묻어나지 않도록 말끔하게 처리할 수 있습니다.

분말과 먼지를 제거하는 공정을 자동화하면 이렇게 절약된 시간을 고부가가치 창출에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 작업자는 신체적으로 무리할 필요가 없고 작업장 환기 시스템에 투자할 비용을 절약할 수 있습니다. Fuse Blast Polishing System을 옵션으로 추가하면 여러 대의 장비를 오가며 몇 시간 동안 육체 노동을 해야 하는 수작업 흐름이 단순해집니다.

진동 연마 또는 미디어 텀블링이라고도 하는 진동 텀블링은 SLS 3D 프린팅 파트를 연마에 필요한 매체와 함께 텀블러에 넣어 표면을 매끄럽게 만드는 마무리 공정입니다. 만졌을 때 매끈매끈한 광택이 나는 반광택으로 마감 처리할 수 있습니다. 실험에서는 평균 80%의 표면 거칠기 감소를 관찰했습니다.

진동 연마기에는 표면을 부드럽게 연마하는 세라믹 칩, 플라스틱 펠릿 또는 호두 껍질과 같은 유기 재료와 같은 매체 펠릿과 함께 파트를 교반하는 보울, 배럴 또는 텀블러가 있습니다. 사이클 타임(cycle time, 원자재의 투입부터 완성까지 걸리는 모든 시간)이 일반적으로 2시간에서 8시간까지 다양하며 장비는 기술자의 감독 없이 작동할 수 있습니다.

진동 텀블러는 소형 벤치탑 모델의 경우 $100부터 시작하므로 모든 제조 환경에서 경제적인 선택이 됩니다. 이보다 큰 독립형 모델은 처리량이 많은 생산에 더 적합하며 약 $3,000부터 시작합니다.

아래 사진의 파트는 Mr. Deburr 300DB에서 세라믹을 연마재로 6시간을 텀블링했습니다.

증기 스무딩은 SLS 3D 프린팅 파트를 증기화된 화학 용매로 세척하여 3D 프린팅된 재료에 통제된 화학적 용융을 일으켜 미세한 공동을 채우고 파트를 둘러싸는 매끄럽고 광택 있는 쉘을 형성합니다. 특히 스무딩 효과는 가시선 형상에 국한되지 않으므로 내부 채널 또는 기타 네거티브 피처가 있는 복잡한 파트에 적합합니다.

증기 스무딩 장비 제공업체와 관련 서비스 제공업체는 완성된 파트에서 박테리아 성장이 감소하며 심지어 식품 접촉에도 안전할 수 있다고 주장합니다. Formlabs은 이러한 주장을 확인하지 않았으며 추가 안전 정보는 장비 제조업체에 확인해주시기를 바랍니다.

증기 스무딩 장비는 가격이 $60,000에서 시작하므로 소량으로 파트를 생산하는 기업은 서비스 제공업체에서 증기 스무딩을 거칠 파트를 보내 처리할 수 있습니다.

아래 그림은 DyeMansion에서 증기 스무딩 작업을 마친 파트로 독점적인 증기 혼합물을 사용했습니다. AMT 또한 증기 스무딩 장비와 서비스를 제공합니다.

3D 프린팅 파트는 전기 도금을 통해 금속으로 코팅할 수 있습니다. 이 공정에서는 3D 프린팅된 파트를 먼저 전도성 스프레이로 코팅한 다음, 전류가 도금 재료(양극)에서 3D 프린팅 파트의 표면(음극)으로 금속을 전달하는 화학조에 잠기게 합니다.

파트는 크롬, 니켈, 아연 및 티타늄을 비롯한 다양한 금속으로 도금할 수 있습니다. 제조업체는 때때로 여러 유형의 금속을 순차적으로 적층하여 기계적, 전기적, 외관적 특성에서 올바르게 균형을 잡습니다.

가정 또는 DIY 환경에서도 SLS 프린팅 파트를 전기 도금할 수 있지만 경험이 없는 사용자는 유해 화학 물질에 노출될 위험이 있으며 품질 좋은 결과를 얻는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 구조 파트이라면 어떤 것도 전문 계약 제조업체에 파트를 보내는 것이 좋습니다. 저희가 준비한 백서를 다운로드하여 지역과 작업 규모 별 전기 도금 서비스 업체의 목록을 확인해보세요.

아래 그림의 파트는 RePliForm, Inc에서 니켈로 도금했습니다.

세라코트(Cerakote)의 세라믹 코팅제 같은 제품은 세라믹 첨가제가 포함된 폴리머를 파트에 직접 분사하여 박막을 형성합니다. 표면에 오염 물질이 남아 있지 않도록 특수 매체로 파트를 완전히 매체 분사하고 왁스와 그리스 제거제로 세척해야 하지만 프라이머는 필요하지 않습니다. 세라코트에서 공기 경화 및 오븐 경화 제형을 모두 찾아볼 수 있습니다.

세라믹 코팅은 고급 후처리 기술 중 최고의 성능을 얻을 수 있는 옵션 중 하나입니다. 파트에 화학적 내성이 생기고 기계적으로 튼튼해다양한 색상 옵션을 사용할 수 있습니다. 세라코트는 내부식성, 저마찰, 기타 특성을 얻을 수 있는 특수 제품도 구비하고 있습니다.

세라코트의 웹사이트에는 인증받은 코팅 시공자 목록이 있으며 세라믹 코팅 기술을 인하우스 서비스로 도입하려는 매장에 인증서도 제공합니다.

아래 사진의 파트는 숙련된 시공자가 세라코트 H-140 Bright White로 코팅했습니다.

분체 도장은 기질 재료에 분말 형태의 중합체를 건식으로 적용하는 것입니다. 정전기적으로 적용되고 열, 빛 또는 둘 다로 경화됩니다. 많은 분말 코팅 재료는 매우 높은 온도를 필요로 하므로 SLS 3D 프린터에서 자주 사용되는 것과 같은 열가소성 수지를 기질로 사용하지 않습니다. 낮은 작동 온도에서 적용할 수 있는 일부 분말 코팅 재료는 SLS 3D 인쇄 파트과 함께 사용하기에 적합합니다.

UV 경화성 분말 코팅은 특히 열에 민감한 기판을 염두에 두고 개발되었습니다. 이러한 코팅은 또한 정전기적으로 적용되며 낮은 열로 흐릅니다. 분말이 녹으면 코팅이 고강도 자외선에 노출되어 경화됩니다. UV 분말은 열경화성 분말 코팅에 비해 처리하는 데 훨씬 적은 열과 시간이 필요하며 인쇄된 파트을 손상시키거나 뒤틀림 없이 유사한 성능 특성을 제공합니다.

다른 유형의 코팅과 유사하게 분말 코팅은 내화학성, 표면 경도 및 기계적 강도를 증가시킬 수 있습니다. 분말 코팅은 재료가 흐르고 떨어질 수 있는 페인팅 또는 침지와 같은 액체 적용 공정으로 도달하거나 균일하게 코팅하기 어려운 두꺼운 코팅 및 형상에 특히 적합합니다.

아래 사진의 파트는 키랜드 폴리머에서 자사의 UVMax UV 경화 분말

시중에는 다양한 수준의 평활화 및 내화학성을 제공하는 다양한 액상 폴리머 코팅제가 있습니다. 투명하거나 착색되거나 불투명할 수 있습니다. 딥핑, 브러싱 또는 스프레이로 적용할 수 있습니다. 에폭시, 래커 및 폴리우레탄과 같은 다른 화학 물질을 기반으로 할 수 있습니다.

재료와 적용 방법에 관해서는 성능과 적용 난이도 모두에서 많은 차이가 있습니다. 이들 중 일부는 철물점에서 구입하여 최소한의 설정으로 적용할 수 있습니다. 일부는 적용하려면 산업 설정이 필요합니다.

아래 그림의 부분은 저렴한 투명 광택 스프레이 페인트로 코팅되었습니다.

SLS 3D 프린팅 파트는 다공성이므로 소비자용 염료로 염색할 수 있습니다. SLS 3D 프린팅 재료 중 다수가 직물에도 사용되는 나일론 또는 폴리아미드이므로 합성 섬유와 함께 사용하도록 설계된 직물 염료가 적합합니다.

3D프린팅 파트의 염색은 가정용 재료로도 가능하며 산업용 대형통이나 정교함 수준이 어떻더라도 수행할 수 있습니다. 작업 환경이 어떻든 Fuse 시리즈에서 사용할 수 있는 것과 같은 나일론 기반 재료로 3D 프린팅한 파트는 염색에 특별한 단계가 필요하지 않으며 염료 제조업체에서 권장하는 지침으로 충분합니다.

비용과 필요한 기술 숙련도 진입 장벽이 양쪽 모두 낮으므로 염색은 SLS 3D 프린트물에 고급 후처리를 실험할 수 있는 좋은 방법입니다. 또한 쉽게 규모를 키울 수 있으므로 생산 응용 분야에도 적합합니다.

아래 사진의 파트는 RIT 직물 염료로 염색했습니다.

파트를 밝은 색으로 칠하거나 참고 색상과 똑같이 맞춰야 하는 경우 염색보다 페인팅이 더 나을 수 있습니다. 스프레이 도장은 가장 균일한 적용 범위와 손쉽게 규모를 키울 수 있지만 손으로 색을 칠하면 더 세부적으로 표현할 수 있습니다. 아크릴 및 에나멜 페인트는 모두 분말 프린트팅한 파트와 잘 어울립니다. 다른 페인트로도 좋은 결과를 얻을 수 있지만 Formlabs은 이를 광범위하게 테스트하지 않았습니다.

최상의 접착력을 확보하기 위해 플라스틱용 프라이머를 사용합니다. 스프레이 프라이머를 사용하면 색을 더 고르게 입힐 수 있습니다. 또한 히트 건이나 헤어 드라이어를 사용하면 건조 기간을 단축할 수 있습니다.

스프레이 페인팅 3D 프린트에 대한 자세한 자습서는 프라이밍 방법 및 페인팅 가이드에서 확인해주십시오.

아래 그림의 부분은 저렴한 스프레이 페인트로 도색했습니다.