Как сделать постобработку 3d моделей автоматизированной и безопасной - Zortrax Apoller

Сглаживание рельефа распечатаной 3d модели с помощью MEK или паров ацетона является одним из самых популярных методов постобработки, но этот процесс является грязным и опасным, поскольку и MEK, и ацетон очень летучие и вредные. Растворители испаряются, как правило, в банке или стеклянной посуде, в то время как модель крепится выше, чтобы быть под воздействием паров. Таким образом, поверхности становится глянцевой и гладкой, в зависимости от типа используемой нити и слои становится невидимыми.

В Zortrax хотели, чтобы автоматическое устройство сглаживания парами растворителя было простым и безопасным: решение, при котором пользователь просто открывает крышку, крепит модели, нажимает кнопку и вынимает их, уже обработанными, как только процесс завершен. Чтобы сделать это возможным, они разработали технологию Smart Vapor Smoothing (SVS), которая работает в интеллектуальном устройстве Zortrax Apoller. 

Основные функции Zortrax Apoller: 

• Размер сглаживающей камеры 300 х 250 х 250 мм.
• Работает с МЭК и ацетоном. 
• Интуитивно понятный сенсорный интерфейс.
• Имеет подключение Wi-Fi и Ethernet.
• Модели сглаживаются с использованием Z-ABS, Z-ULTRAT, Z-ULTRAT Plus, Z-ASA Pro и Z-HIPS.
• Работает с внешними материалами, включая ABS, ASA и HIPS.
• Усовершенствованная система циркуляции пара.
• Максимальная рабочая температура установлена на 90 ° C (194 ° F).
• Минимальная рабочая температура составляет всего -20 ° C (-4 ° F).
• Минимальное абсолютное рабочее давление установлено на уровне 0,4 бар.
• Системы безопасности соответствуют стандарту, требуемому Директивой ЕС ATEX.

Однако трудно добиться равномерно сглаженной модели, подобной показанной ниже, выполнив это вручную.  

Кроме того, оставшиеся пары, которые не конденсируются на модели, направляются прямо в помещение, где выполняется процесс, потому что обычно нет препятствий, мешающих им сделать это.

Это делает ручное сглаживание паров обременительным по следующим причинам: 

• Результаты не повторяются, так как каждый раз чрезвычайно трудно поддерживать одни и те же условия сглаживания
• Поверхности не сглажены равномерно, потому что пары неравномерно распределены по модели
• Модели сглаживания с мелкими деталями чрезвычайно трудны, поскольку они имеют тенденцию исчезать, когда применяется слишком много растворителя.
• Это небезопасно, так как всегда существует риск воздействия испаренных растворителей.

Но сглаживание паров, когда оно сделано с умением и опытом, делает 3D-печатные модели неотличимыми от литьевых изделий, поэтому многие пользователи делают это, несмотря на риск. Но теперь можно сделать очистку пара чистой, автоматизированной и, что самое главное, безопасной, предлагая при этом значительно более высокое качество отделки.

Легче сглаживание паров

Мы хотели, чтобы автоматическое устройство сглаживания паров было простым: решение, при котором пользователь просто открывает дверь, вставляет модели, нажимает кнопку и вынимает их, уже сглаженные паром, как только процесс завершен. Чтобы сделать это возможным, мы разработали технологию Smart Vapor Smoothing (SVS), которая работает в интеллектуальном устройстве Zortrax Apoller . 

Устройство имеет воздухонепроницаемую камеру с двойным уплотнением размером 300x250x250 мм, которой обычно достаточно для еженедельного выпуска двух типичных 3D-принтеров FDM. И ацетон, и MEK поддерживаются и хранятся во внутреннем резервуаре.

Нет больше паров ацетона

После того, как модели размещены на стеклянном поддоне в нижней части камеры, дверца должна быть закрыта, а настройки выбираются с помощью интуитивно понятного сенсорного экрана. На следующем шаге Zortrax Apoller выкачивает воздух из камеры, чтобы поднять давление внутри ниже уровня окружающей среды. 

Этот шаг служит двум целям. Во-первых, это предотвращает выход паров наружу. Во-вторых, это как вторичное средство держать камеру закрытой, даже если происходит отключение электроэнергии.

Автоматическое сглаживание

Как только внутри камеры достигнуто нужное давление, и стенки камеры нагреваются, Zortrax Apoller переносит растворитель из резервуара в емкость, установленную под стеклянным поддоном. Именно тогда начинается фактическое сглаживание пара.

Запатентованные алгоритмы начинают осторожно менять температуру в камере. Процесс начинается с нагревания его достаточно для испарения растворителя. Затем система циркуляции пара начинает закручивать пары вверх, чтобы равномерно покрыть модели. Пары конденсируются на поверхностях моделей, потому что эти поверхности имеют более низкую температуру, чем испаренный растворитель. Более того, тонкие стенки и крошечные детали моделей нагреваются быстрее, чем более крупные формы, поэтому они покрываются меньшим количеством растворителя. Это связано с тем, что более высокая температура препятствует конденсации паров в таких местах.

В результате детали сглаживаются, но они не деформируются растворителем. 

Система циркуляции паров также позволяет Zortrax Apoller сглаживать подвижные механизмы, не склеивая плотно сцепленные детали друг с другом. Как только покрытие моделей будет выполнено, стенки системы конденсации охлаждаются ниже точки росы паров.

Таким образом, циркулирующие пары перестают конденсироваться на моделях и вместо этого начинают конденсироваться на стенках.

Из системы конденсации теперь жидкий растворитель возвращается обратно в резервуар, где он может быть повторно использован в будущих сеансах сглаживания. На последнем этапе Zortrax Apoller снова нагревает камеру, чтобы высушить модели.

Весь процесс полностью автоматизирован и занимает 3 часа. Сглаженные модели готовы к использованию прямо из камеры. 

Но сделать автоматизированное и эффективное сглаживание паров — это одно. Сделать его безопасным было совсем другое.

Важность избыточности

Ацетон и MEK являются летучими, и оборудование, работающее с этими растворителями, должно быть разработано с учетом требований безопасности на рабочем месте. Вот почему Zortrax Apoller имеет несколько систем безопасности с несколькими уровнями резервирования. Чтобы объяснить, как эта избыточность работает точно, давайте рассмотрим два набора уплотнений, установленных в дверце сглаживающей камеры Аполлера. Система без резервирования требует, чтобы оба набора уплотнений работали должным образом. Если один из этих наборов выходит из строя, камера перестает быть герметичной, и воздух попадает внутрь. Но Zortrax Apoller будет прекрасно работать только с одним из наборов. Один набор является основным, другой — избыточным, что означает, что он есть на всякий случай.

Такая избыточность была встроена во все критические системы Apoller. 

Давайте подумаем, что происходит при отключении электроэнергии. Сглаживающая камера останется закрытой независимо. Когда питание снова включается, программное обеспечение, на котором работает Apoller, узнает, что только что произошло, и автоматически дезактивирует камеру, прежде чем разрешить кому-либо    ее открывать.

ATEX Сертифицированная безопасность

Кроме того, внутри устройства находятся электрические шнуры и концы электроники. Все компоненты, которые могут контактировать с парами, получили сертификат соответствия директиве ATEX 2014/34 / EU, регулирующей стандарты безопасности, необходимые для оборудования, предназначенного для взрывоопасных сред. Вот что делает Zortrax Apoller безопасным для использования даже в типичных офисных условиях.

Для чего это?

Есть много причин для сглаживания пара, кроме того, чтобы модели выглядели хорошо. Создание прототипов, которые выглядят как продукты конечного использования, — это, очевидно, область, в которой этот вид постобработки создает большую добавленную стоимость. 

Но есть и менее очевидные приложения.

Детали, работающие в плотно прилегающих механизмах, имеют меньшее трение, когда их поверхности сглажены. Меньшее трение приводит к меньшему количеству тепла, что, как правило, хорошо в технике, где рассеивание тепла часто является серьезной проблемой. Правильно сглаженные 3D-модели могут быть использованы в качестве шаблонов для литья по выплавляемым моделям. Это особенно важно, потому что поверхностные дефекты рисунков всегда выходят на поверхности конечных продуктов. Поскольку паровое сглаживание поверхностно плавит поверхности моделей, оно также делает эти модели водонепроницаемыми, что важно во многих отраслях промышленности. Zortrax Apoller может работать во всех этих приложениях в масштабе, предлагая солидные результаты. Это также очень эффективно. 

Zortrax Apoller может извлекать избыточные пары, достаточно всего одной бутылки с 300 мл растворителя для нескольких сеансов сглаживания.Apoller может сгладить еженедельный вывод четырех типичных 3D-принтеров FDM всего за один день, поэтому он хорошо масштабируется для работы на крупных фермах 3D-печати. Вот что делает Zortrax Apoller уникальным решением для автоматической постобработки.