Med utvecklingen av 3D-utskriftsteknik använder fler och fler användare den för produktutveckling samt massproduktion. Även om tillämpningen av 3D-utskrift blir mer mogen, finns det fortfarande några synliga problem på ytan av de tryckta produkterna, såsom uppenbara lagerlinjer och grova ytor. Ångutjämning och vibrationspolering är de två viktigaste efterbehandlingssätten för att förbättra detta. Låt oss nu titta på de två metodernas jämförelser.
 

Ångutjämning

Ångutjämning, även känd som kemisk ångutjämning, är en teknik som innebär att tryckta delar utsätts för en lösningsmedelsmiljö för ytbehandling. I industriella ångutjämningsprocesser suspenderas enskilda eller flera delar försiktigt i en sluten kammare för att maximera exponeringen. En blandning av kemiska lösningsmedel (såsom FA 326) injiceras och sprutas in i kammaren där den kondenserar och härdar på delarna, vilket eliminerar ojämnheter i ytan genom kontrollerad smältning. När kammartemperaturen ökar avdunstar resterande lösningsmedel och återvinns. Den sista delen blir vattentät samtidigt som den behåller sina släta inre ytor, exakta dimensioner och ursprungliga materialvolym.

För att uppnå optimala ångutjämningsresultat rekommenderas det att använda utrustning av industriell kvalitet som är speciellt utformad för 3D-utskrift av ångutjämning i en kontrollerad miljö. För dem som är intresserade av DIY-metoder kan aceton eller etanol användas som kemiska lösningsmedel för att uppnå ångutjämning. Försiktighet måste dock iakttas och lämpliga säkerhetsåtgärder och lämplig utrustning bör finnas på plats.

△ Vänster sida är den ångsläta sektionen och höger sida är standard ytbehandling (Fotokredit: ProtoLabs)

Polering av vibrationer
 
Å andra sidan använder vibrationspolering inte kemikalier för ytbehandling. Istället förlitar den sig på slipmedia för att förbättra ytan på 3D-tryckta delar. I denna process placeras flera 3D-tryckta delar i en vibrerande skål fylld med utvalda slipmedier och sammansatt smörjmedel. När maskinen slås på börjar skålen röra sig, vilket skapar mekanisk friktion mellan delarna och slipmediet. Denna subtraktiva process kan minimera och försiktigt ta bort det yttre materialskiktet för att förbättra ytkvaliteten på delarna. Vibrationspolering kräver speciella åtgärder och utrustning och erbjuder två metoder: vibrationsmetod och tumlingsmetod. Vibrationsmetoden är särskilt lämplig för större objekt med färre detaljer och kan uppnå önskat resultat snabbare.

Valet av slipmedel eller flis är avgörande vid vibrationspolering. Slipfragment kan tillverkas med keramik, plast eller stål, var och en ger olika resultat. Keramiska slipmedel är särskilt effektiva för att avlägsna grader och uppnå en ljus ytfinish. På grund av sin höga densitet tål de högt tryck och är lämpliga för bearbetning av rostfritt stål, metall och plastdelar. Plastslipmedel är idealiska för skonsam bearbetning av mjuka känsliga ytor. De finns i pyramidform eller konisk formvariant. Dessutom har Walther Trowal också utvecklat bröstvårtformade slipmedel som är lämpliga för ultrasmå känsliga delar i svåråtkomliga områden. Stålkula slipmedel har oftast sfärisk form som ger minimal materialavverkning vilket gör dem särskilt lämpade för polering och mekanisk rengöring av metall, silver eller aluminiumtillverkade delar som säkerställer släta repfria ytor.

△Keramiska slipmedel tål högt tryck. (Källa: Vibrafinish)

Förutom slipmedel behövs smörjmedel, även kända som föreningar. Dessa föreningar används för att absorbera och ta bort slitage på delar, samt rengöra och avfetta dem. För bearbetning av metalldelar kan sura föreningar användas för betning. Efter behandling krävs torkning. Delarna kan placeras i en vibrerande torktumlare för torkning tillsammans med uppvärmda torkmedier som majskolvsgryn, valnötskalkorn eller träbitar.

Kompatibla material

Ångutjämning är kompatibel med de flesta 3D-utskriftspolymerer och elastomerer. Vanliga material som är lämpliga för ångutjämning inkluderar akrylnitrilstyrenakrylat (ASA), akrylnitrilbutadienstyren (ABS), slagtålig polystyren (beroende på maskin), nylon 11 (PA 11), nylon 12 (PA 12), polypropen (PP) och polykarbonat / akrylnitrilbutadienstyren (PC-ABS). Det bör dock noteras att TPU och vissa specialfilament inte rekommenderas för ångutjämning. Varje lösningsmedel såsom aceton, metyletylketon (MEK), tetrahydrofuran (THF), diklormetan (DCM) och etylacetat har sina egna effektivitets- och tillämpningsöverväganden.

Å andra sidan är vibrationspolering kompatibel med många olika material. Till exempel kan vibrationspolering användas inte bara för 3D-tryckta delar gjorda med värmehärdande plast, termoplastplast och elastomerer (såsom polyeten (PE), polypropen (PP) eller polyetentereftalat (PET), men också för metaller som aluminium, rostfritt stål, koppar eller mässing. Detta gör det till en mer mångsidig metod som kan användas som efterbehandlingsteknik för olika 3D-utskriftstekniker som FDM / FFF och pulverbäddfusion.

△Före och efter jämförelse av metalldelar behandlade med vibrationspolering (Källa: Acton Finishing)

Begränsningar och fördelar med efterbehandlingstekniker

Båda metoderna har många fördelar när det gäller ytutseende och prestanda. Ångutjämning kan uppnå ytor som är lika släta och vattentäta som formsprutade delar, samtidigt som de förbättrar töjning, draghållfasthet, böjningsprestanda, bibehåller egenskaper, styrka och noggrannhet hos delarna. Å andra sidan kan vibrattionspolering inte uppnå vattentät men det kan ge exceptionellt släta ytor genom att ta bort beläggningsmärken och producera reptåliga och smutsavvisande ytor. Delar som bearbetas med vibrationspolering och ångutjämningsmetoder kan producera blanka släta ytor. Men jämfört med vibrationspolering ger ångutjämning en blankare yta. Dessutom uppvisar delar behandlade med vibrationspolering märkbart mjukare och trevligare taktil upplevelse.

Å andra sidan är vibrattionspolering lämplig för ett bredare utbud av 3D-tryckta delar än ångutjämning eftersom den kan anpassa sig till alla personliga krav, materialegenskaper och strukturer genom att välja olika slipmedel / metoder. Så länge denna process alltid utförs professionellt av experter, tillämpar vibrationspolering nästan alla 3D-tryckta komponenter. Vibraotry finshing kan dock leda till förlust av geometrisk form för vissa komponenter. Till exempel kan vinklarna och spetsarna på en komponent bli alltför rundade och förlora sin form,vilket inte uppstår vid ångutjämning. Dessutom kräver vibrationspolering ibland ytterligare torkningsprocedurer efteråt vilket förlänger processen.

Fält för ansökan
 
Ångutjämning är en gynnad teknik inom industrier som medicinsk, fordons- och rymdindustri för behandling av vattentäta, antibakteriella delar utan kemiska ämnen. När det gäller vibrationspolering drar medicin-, bil- och sportindustrin särskilt nytta av denna teknik. I varje fält är en slät yta (särskilt metallkomponenter) avgörande för att säkerställa korrekt drift och säkerhetsförhållanden för delar. Både ångutjämning och vibrationspolering kan dock implementeras under hela produktutvecklingscykeln, förvandla konceptmodeller till prototyper till slutprodukter och har använts i stor utsträckning inom olika branscher, inklusive medicinska, fordons- och konsumentvaror. Till exempel inkluderar delar som bearbetas med vibrationspoleringstekniker bildelar eller sportutrustning som skridskor eller träningsutrustning. Dessutom poleras smycken och bestick med vibrationspoleringstekniker för konsumentbruk. Ett exempel inom bilindustrin där ångutjämnade komponenter ofta används är interna komponenter i fordon, såsom instrumentbrädor, dörrhandtag och mittkonsolelement. Ångutjämning används också för flygplansdelar inom flygindustrin, såsom vingar, luftkanaler och motorkomponenter.

△ ångutjämning som vanligtvis tillämpas på flygplansdelar inom flygindustrin (Bildkälla: Fast Radius)

Leverantörerna och priserna
 
Olika tjänsteleverantörer, såsom SPALECK GmbH, VibraFinish eller Rohde AG, erbjuder vibrationspoleringstjänster för privatkunder och företag. För ångutjämning inkluderar välkända tjänsteleverantörer Xometry, AMT, DyeMansion, Protolabs och Hubs. De tillhandahåller ångutjämningstjänster genom utsedda maskiner för efterbehandlingslösning eller baserat på materialspecifikationer. 3Faktur är ett tyskt företag som erbjuder både ångutjämning och vibrationspolering. Populära ångutjämningsmaskiner som AMT PostPro3D-serien och Powerfuse S-serien tillhandahålls av Xometry respektive DyeMansion. Protolabs och Hubs använder SLS-teknik (Selective Laser Sintring) med MJFHPA 12 (Multi Jet Fusion High-Performance PA 12), PA 12 (Polyamid 12) och MJF Ultrasint™TPU-01-material.

När det gäller vibrationspolering har stora industrimaskiner som tillverkas av tillverkare som Walther, Trowal, AVATec eller Garant priser från $ 18k till $ 21k, USD (€ 17k till € 20k). Priset på ett slipmedel på 2 kg varierar $ 21 till $ 44 USD (€ 20 till € 40), medan en förening på 5 liter kostar ungefär samma ($ 21 - $ 44 USD / € 20 - € 40). Priserna kan variera avsevärt beroende på kvantitet och storlek på de delar som ska bearbetas. För ångutjämningstjänster kan kostnaden per del variera $ 5 upp till $ 15 USD ($ 4 - € 14) beroende på komplexitet; Även om många tillverkare vanligtvis bara erbjuder denna tjänst i buntar om minst tio delar. Kostnaden för att köpa en vapot-utjämningsanordning i sig är cirka $ 10k till $ 30k USD (€ 11k - € 33K), beroende på region, tillverkare och kvalitetsnivå.