蒸汽平滑處理是什麼？原理、優勢一次看懂

經過蒸氣平滑處理的物件

蒸汽平滑處理是選擇性雷射燒結 (SLS) 3D 列印零件上執行的常見後處理步驟，可提高孔隙率、降低粗糙度並改善外觀和觸感。透過蒸汽平滑處理，SLS 零件可以實現與射出成型零件相當的表面品質和耐用性，使其適合最終用途應用。 

Formlabs 與積層製造技術 (AMT)合作，測試在 Formlabs Fuse 1+ 30W SLS 3D 列印機上使用我們流行的SLS 粉末列印的零件的平滑處理結果：尼龍 12 粉末、尼龍 11 粉末、TPU 90A 粉末、尼龍 11 CF粉末和尼龍 12 GF 粉末。 

 

什麼是平滑處理？

蒸汽平滑處理是一種化學過程，涉及將 SLS 3D 列印零件的表面暴露於溶劑蒸氣中。在此過程中，熱能和溶劑蒸氣的結合選擇性地熔化表面，形成更光滑的密封表面。 

該過程主要改變表面層，而內核完好無損。平滑的精度是透過處理室內的客製化條件來控制的，以達到所需的表面光潔度，通常使用平滑處理機製造商開發的自訂設定配置。

經過蒸氣平滑處理的物件

▲蒸汽平滑處理是製造光滑表面並引起人們對消費品或定製醫療設備中有趣的表面設計特徵的關注的理想方法。 

 

蒸汽平滑處理 SLS 3D 列印零件有哪些好處？

蒸汽平滑處理為 SLS 3D 列印零件提供了多種優勢，包括： 

  • 表面粗糙度和顏色均勻度：
    • Formlabs 和 AMT 發現，在使用 Formlabs SLS Powders 列印的零件進行平滑處理後，平均表面粗糙度 (Ra) 降低了約 72-81%。
  • 防止細菌生長和吸附濕氣：
    • Formlabs 和 AMT 發現尼龍 12 粉末部件上 MRSA 細菌的生長減少了 60%。
  • 非視距應用：
    • 蒸汽平滑處理可以與零件的所有表面均勻地相互作用，包括那些無法直接觀察到的表面，這使其比其他類型的塗層工藝有了顯著的改進。
  • 保持機械性能：
    • 採用 AMT 的 Formlabs 僅顯示機械性能存在微小差異，這表明蒸汽平滑處理的好處（改善美觀和表面光潔度）可以在不影響零件功能性能或結構完整性的情況下實現。
經過蒸氣平滑處理的物件經過蒸氣平滑處理的物件

▲蒸汽平滑是提高消費品表面品質和美觀度的理想方法，就像這款定製香水瓶一樣。

▲蒸汽平滑處理適用於薄壁零件，因為它對結構完整性幾乎沒有影響。

 

如何透過蒸氣使 SLS 3D 列印零件變得光滑

生產大量 SLS 零件的企業，特別是在最終用途應用中，可以購買自己的蒸汽平滑設備。目前提供蒸汽平滑設備的主要公司有兩家：AMT 和 Dyemansion。兩家公司都銷售蒸汽平滑硬體和消耗品，這些機器的價格根據尺寸、吞吐量和材料類型而有所不同，並且有許多可靠的服務機構和外部承包商可以為 SLS 3D 列印零件提供蒸汽平滑處理服務。

 

蒸汽平滑處理前的注意事項

當自己進行蒸汽平滑處理時，考慮設計特性和製程參數非常重要。 

蒸汽平滑處理曲線

每個蒸汽平滑公司和機器都有自己的一套用於平滑零件的參數和溶劑。最常調整的參數是溫度和壓力。此外，每種 SLS 材料都將具有由蒸汽平滑製造商開發的自己的配置參數，以確保最佳品質的結果。在合作中，Formlabs 和 AMT 開發了專為所有 Formlabs SLS 材料量身定制的專用機器設定檔。若要存取這些專門開發的設定文件，請直接聯絡台灣天馬科技 。

零件幾何形狀

零件幾何形狀（例如壁厚和零件總尺寸）會影響平滑過程，應在蒸汽平滑輪廓設定中予以考慮。例如，AMT 具有用於尼龍 12 粉末薄零件（<2 毫米壁厚）的機器型材和用於尼龍 12 粉末厚零件（> 3 毫米壁厚）的單獨型材。

支撐或見證標記

在平滑處理過程中，零件需要懸掛在金屬線架上，這需要一些幾何形狀來連接電線或夾子。儘管這些標記很少，但為了完全避免它們，請考慮在 3D 設計或生產運行中添加連接點，在設計階段將所有部件連接在一起。 

溶劑池

為了避免蒸氣溶劑在杯狀特徵中匯集，建議將杯狀特徵朝下的零件懸掛起來，這會促進溶劑流失。或者，只要可行，就考慮從零件設計中消除這些特徵。

安全和設施注意事項

AMT 為所有 PostPro SF 機器提供全面的現場準備指南，以確保蒸汽平滑系統的安裝和操作符合安全標準。本指南包括對操作員的重要安全和操作培訓，這是減輕潛在風險的關鍵步驟。要了解有關 Formlabs 和 AMT 建議的更多信息，或查看我們針對表面孔隙率、抗菌性能和吸濕性進行協作測試的完整結果。 

 

平滑處理 SLS 零件的應用

許多工程師、製造商和產品設計師依靠蒸汽平滑來提升其 SLS 3D 列印零件的外觀和最終使用能力。隨著 SLS 3D 列印在各種行業和應用中越來越廣泛的應用，蒸汽平滑將成為 SLS 工作流程中更不可或缺的一部分。 

經過蒸氣平滑處理的汽車零件經過蒸氣平滑處理的眼鏡框經過蒸氣平滑處理的矯正鞋墊

▲蒸汽平滑處理可以使汽車零件受益，例如這款靈活的 SLS 3D 列印防護罩。 

▲當進行蒸汽平滑處理後，眼鏡架會讓配戴者更加舒適。▲SLS 3D 列印矯正鞋墊可進行蒸汽平滑處理處理，以增加舒適度和美觀性。

汽車零件

蒸汽平滑可用於改善汽車部件的表面光潔度和耐用性，例如進氣歧管、引擎蓋和儀表板部件。減少水分和溶劑吸收也可用於汽油和柴油等溶劑的汽車應用，因為平滑處理可形成密封表面，減少液體和氣體的攝入量。

醫療設備

SLS 3D 列印如今廣泛應用於醫療器材的生產中，蒸汽平滑可用於改善義肢、矯正器和醫療器材組件等部件的表面光潔度，同時保持基材的生物相容性。蒸汽平滑也大大減少了配戴矯正器的患者可能感受到的表面摩擦，並減少了細菌生長的可能性。

消費性產品

蒸汽平滑處理可用於將手機殼、眼鏡、遊戲組件和其他電子配件等消費品的外觀提升至 A 級或 B 級表面。透過此工藝還可以適度控製表面光澤度，提供光澤到半啞光的飾面。最後，為了實現最佳的美觀效果，請考慮在蒸汽平滑部件的頂部添加塗層，例如在 SLS 物件上添加陶瓷塗料 (Cerakote) ，或在 TPU 90A 粉末上添加 BASF Ultracur3D Coat F。

 

開始進行蒸汽平滑

正如我們白皮書中的協作測試結果所示，蒸汽平滑可以改善表面孔隙率、抗菌性能、吸濕性和美觀性。若要了解更多有關 SLS 3D 列印工作流程的資訊並討論具有蒸汽平滑處理功能的 SLS 是否適合您，請聯絡台灣天馬科技，將由專人為您服務。

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