SLA 和 SLS 3D 列印零件的 Cerakote 陶瓷塗層指南

陶瓷塗層為一系列材料提供性能和美觀的優點。其固有的耐化學性和耐溫性使陶瓷塗層零件成為各種行業的理想選擇，例如汽車和航空航天（這些行業的極端環境可能會損壞零件）以及消費產品（這些行業的卓越表面非常重要）。

本指南將介紹如何透過 Cerakote 製程（NIC Industries 開發的陶瓷塗料）對雷射光固化 (SLA)和選擇性雷射燒結 (SLS) 3D 列印零件進行塗層。

什麼是Cerakote

Cerakote 是 NIC Industries 開發的薄型高性能陶瓷塗料，具有眾多機械和美觀優勢。

陶瓷塗層的優點

Cerakote 具有優異的耐溫度、耐化學性和耐UV性。這些特性使您能夠創建能夠長時間承受惡劣環境的 3D 列印零件。Cerakote 的應用厚度範圍為 0.00635-0.0254 毫米，因此對零件尺寸精度的影響最小。對於功能組件中的零件，厚塗層可能會破壞細微的公差並產生摩擦。Cerakote後的零件具有可預測且非常薄的塗層，使功能組件能夠順利運作。

Cerakote 的薄塗和強而持久的黏合力還可以增加 Cerakote 零件的美觀效果。Cerakote 有多種色調可供選擇，讓您可以選擇顏色的獨特最終用途組件。Cerakote 可以實現從亮白色到深黑色的各種完全不透明的純色，並且無需底漆或底漆。這種單層塗層是透過單次應用塗層創建彩色 SLA 和 SLS 零件的獨特選擇。

Cerakote 和 3D 列印零件

傳統上，大多數進行陶瓷塗層的零件都是金屬，但隨著 3D 列印在高需求的最終使用環境中的日益採用，陶瓷塗層塑料正在成為金屬零件更快、更便宜的選擇。陶瓷塗層零件的耐熱性和化學彈性對於 3D 列印零件尤其重要。塑膠 3D 列印零件對紫外線照射敏感，並且會隨著暴露時間的延長而降解，例如在最終用途的戶外應用中。陶瓷塗層只需單層，就可以完全保護零件免遭進一步暴露，使用戶能夠利用3D 列印零件的設計自由度，將其用於以前因惡劣環境而無法實現的應用，例如汽車和運動器材行業中的應用，其中部件暴露於自然環境中。陶瓷塗層還可以密封和平滑一些表面孔隙，增強 SLS 3D 列印尼龍等高性能材料，同時提高其美觀性、耐化學性和耐熱性。

陶瓷塗層和 3D 列印技術的結合透過其實現的設計自由和客製化開闢了更多機會。傳統製造的金屬零件可能具有紫外線穩定性，但缺乏積層製造的設計自由度。3D 列印提供設計靈活性和客製化能力，但缺乏傳統製造技術的彈性。這兩種工藝共同為工程師、設計師和製造商提供了更多機會，可以按需或小批量製造堅固、美觀且耐用的零件，從而支援更永續的製造系統。

▲SLS 列印的旋轉齒輪，未塗層（左）和塗層後（右）。陶瓷塗層是這些齒輪的理想材料，這些齒輪需要無摩擦的組裝和與其他零件的接觸，以及承受磨損的能力。

如何使用 Cerakote

要建立陶瓷塗層零件，一種選擇是找到經過認證的塗層廠商來為您塗敷零件。作為一種實驗過程，或作為一次性應用程式的概念驗證，外包成本較低並且可以快速完成。Cerakote 在世界各地擁有廣泛的認證塗層網絡。該資料庫還可以根據經過認證的施工人員接受的工作類型進行過濾，在本例中為 3D 列印零件。

對於有興趣將 Cerakote 製程引入內部的企業，NIC Industries 可以以不同的價格出售針對不同工作流程的建議設備包。最大的一項支出是所需的噴漆房，對於那些考慮使用 H 系列和 Elite 塗料的人來說，還需要額外的後固化設備。對於那些希望大量生產陶瓷塗層零件的企業，NIC Industries 擁有多功能機器人平台，可以每天釋放更高的吞吐量。

▲位於馬薩諸塞州埃姆斯伯里的 SMI Finishers 的陶瓷塗層機器人均勻、快速地塗覆零件，從而提高了生產率。

在內部應用 Cerakote 時，一旦購買了必要的設備並進行了適當的測試，使用 HVLP 噴槍塗覆塗層的過程就非常簡單。可以創建 3D 列印的夾具、固定裝置和遮罩，以確保可以以確保完整、均勻和完整塗層的方式操縱和處理複雜的幾何形狀。

Cerakote 快速入門應用指南

使用 100 粒度的氧化鋁或石榴砂在 40 PSI 下進行介質噴砂，準備零件表面。

注意：使用玻璃珠介質噴砂是不夠的－玻璃珠無法充分蝕刻零件的表面，塗層不會黏附。

使用 Prep ALL 等清潔劑擦拭零件，以去除油污和污染物。
將零件放在架子上，以便可以輕鬆操作和轉動它們以獲得均勻的塗層。
混合塗料。

如果需要高光澤塗層，請在施工前將推薦的催化劑產品與塗層本身混合。
催化後，根據塗料系列說明將塗料混合物過濾通過 100、150 或 325 目。

用噴槍噴塗塗層；
固化後

對於 H 和 Elite 系列零件，在 180°F 或 82°C 下後固化兩小時。
對於 C 系列零件，請風乾五天。

用於 Cerakoting 的 3D 列印遮罩

遮罩是在噴漆或精加工過程中覆蓋零件部分的過程，既耗時又費力。對於將 Cerakote 機器人整合到工作流程中的企業來說，用膠帶手動遮蓋零件已成為其產量的瓶頸。3D列印遮罩可以重複使用，並且專門為每個部件設計，因此安裝和拆卸它們只需幾秒鐘。透過 3D 列印，遮罩不再成為大批量陶瓷塗層零件的瓶頸。SLA 和 SLS 列印遮罩均設計簡單、大量列印，完成後即可輕鬆移除。

陶瓷零件的測試

塗層製程的功效和成品部件的性能取決於塗層和部件之間的附著力。多樣化的化學測試是確保適當的附著力並確保給定基材和塗層的組合能夠承受苛刻環境的另一種方法。這些環境可能包括汽車引擎部件，其中柴油等腐蝕性物質會降低金屬和塑膠部件的品質。NIC Industries 自己進行了許多此類測試，使用者應在探索自己的測試之前查閱結果。

SLS 3D 列印零件與高性能陶瓷塗層的結合是對美觀和機械要求較高的最終用途應用的理想解決方案，為小批量生產和大規模客製化提供了一種經濟高效的射出成型替代方案。

▲這款 3D 列印 VR 遙控器將 SLS 3D 列印的輕量特性和耐用性與陶瓷塗層零件的鮮豔色彩、抗UV和更高的材料穩定性結合在一起。它分為兩部分列印並塗有兩種不同的顏色。

3D 列印零件陶瓷塗層的應用

對 3D 列印零件的需求只會不斷增長，而陶瓷塗層進一步擴大了積層製造可以產生有意義影響的產業和應用的數量。在 3D 列印塑膠零件的製造成本可能較低但強度不足以滿足應用需求的應用中，陶瓷塗層可以提高拉伸模量、耐熱性和耐化學性進一步拓寬了範圍。

汽車製造

汽車製造商已經開始將 3D 列印納入其工作流程，以減輕傳統加工零件的重量、隔離供應鏈、提供客製化服務，並透過廉價且快速製造的夾具、固定裝置和維修零件來降低成本。

現在，透過簡單的 3D 列印和陶瓷塗層工作流程，零件可以承受更高的溫度和更多的紫外線照射，從而使更廣泛的最終用途應用成為可能。無論是定制的一次性豪華汽車還是功能原型，陶瓷塗層3D 列印零件都可用於引擎和外部。

▲陶瓷塗層零件能夠更好地承受高溫和長時間的紫外線照射，使其成為汽車應用的理想選擇，特別是在輕量化提高車輛整體性能的情況下。

工裝和夾具

自潤式和耐高溫特性使陶瓷塗層零件成為射出成型、鈑金成型、熱成型或其他模具應用的絕佳選擇。陶瓷塗層 3D 列印零件的額外強度提高了固定裝置和夾具的耐用性，因此您可以一次又一次地依賴您的製造輔助工具。

▲射出成型模具在 Formlabs Form 3+ SLA 列印機上列印，然後塗上 Cerakote陶瓷塗料。由 Alba Enterprises 製造，用於 Babyplast 微型射出機。

消費品

Cerakote 的耐磨性和鮮豔的色彩使其成為最終用途消費品的強大飾面選擇。3D 列印開啟了大規模客製化的可能性，現在 Cerakote 更進一步，能夠創造出紫外線穩定、耐用且持久的最終用途產品，並具有射出成型批量生產零件的所有吸引人的特性。

開始使用 Cerakote 塗層 3D 列印零件

如果您有興趣了解更多有關 Cerakote 的資訊以及如何將其應用於積層零件，請聯絡台灣天馬科技。