3D baskı teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, giderek daha fazla kullanıcı onu ürün Ar-Ge'si ve seri üretim için kullanıyor. 3D baskı uygulaması daha olgun hale gelse de, basılı ürünlerin yüzeyinde belirgin katman çizgileri ve pürüzlü yüzeyler gibi hala bazı görünür sorunlar vardır. Buhar yumuşatma ve Titreşim parlatma, bunu iyileştirmenin başlıca iki işlem sonrası yoludur. Şimdi iki yöntemin karşılaştırmalarına bir göz atalım.
 

Buhar Yumuşatma

Kimyasal buhar yumuşatma olarak da bilinen Buhar Yumuşatma, basılı parçaların yüzey işlemi için bir çözücü ortamına maruz bırakılmasını içeren bir tekniktir. Endüstriyel buhar yumuşatma proseslerinde, maruz kalmayı en üst düzeye çıkarmak için tek tek veya birden fazla parça kapalı bir odada dikkatlice askıya alınır. Kimyasal çözücülerin (FA 326 gibi) bir karışımı enjekte edilir ve parçalara yoğunlaştığı ve sertleştiği odaya püskürtülür, böylece kontrollü erime yoluyla yüzey düzensizlikleri ortadan kaldırılır. Oda sıcaklığı arttıkça, artık çözücü buharlaşır ve geri kazanılır. Son parça, pürüzsüz iç yüzeylerini, hassas boyutlarını ve orijinal malzeme hacmini korurken su geçirmez hale gelir.

Optimum buhar yumuşatma sonuçları elde etmek için, kontrollü bir ortamda 3D baskı buhar yumuşatma için özel olarak tasarlanmış endüstriyel sınıf ekipmanların kullanılması önerilir. DIY yöntemleriyle ilgilenenler için, aseton veya etanol, buhar yumuşatma elde etmek için kimyasal çözücüler olarak kullanılabilir. Bununla birlikte, dikkatli olunmalı ve uygun güvenlik önlemleri ve ekipmanları alınmalıdır.

△ Sol taraf buhar pürüzsüz bölümüdür ve sağ taraf standart yüzey işlemidir (Fotoğraf kredisi: ProtoLabs)

Titreşimli parlatma
 
Öte yandan, titreşim parlatma yüzey işlemi için kimyasal madde kullanmaz. Bunun yerine, 3D baskılı parçaların yüzeyini geliştirmek için taşlama ortamına dayanır. Bu işlemde, birden fazla 3D baskılı parça, seçilen taşlama ortamı ve bileşik yağlayıcı ile doldurulmuş titreşimli bir kaseye yerleştirilir. Makine açıldığında, hazne hareket etmeye başlar ve parçalar ile taşlama ortamı arasında mekanik sürtünme oluşturur. Bu çıkarma işlemi, parçaların yüzey kalitesini artırmak için malzemenin dış katmanını en aza indirebilir ve nazikçe çıkarabilir. Titreşim parlatma özel önlemler ve ekipman gerektirir ve iki yöntem sunar: titreşim yöntemi ve yuvarlanma yöntemi. Titreşim yöntemi özellikle daha az ayrıntıya sahip daha büyük nesneler için uygundur ve istenen sonuçları daha hızlı elde edebilir.

Aşındırıcıların veya talaşların seçimi, titreşimli parlatmada çok önemlidir. Aşındırıcı parçalar, her biri farklı sonuçlar veren seramik, plastik veya çelikten yapılabilir. Seramik aşındırıcılar özellikle çapakların giderilmesinde ve parlak bir yüzey kalitesi elde edilmesinde etkilidir. Yüksek yoğunlukları nedeniyle, yüksek basınca dayanabilirler ve paslanmaz çelik, metal ve plastik parçaların işlenmesi için uygundurlar. Plastik aşındırıcılar, yumuşak hassas yüzeylerin nazik bir şekilde işlenmesi için idealdir. Piramit şeklinde veya konik şekilli çeşitlerde gelirler. Ek olarak, Walther Trowal, ulaşılması zor alanlardaki ultra küçük hassas parçalar için uygun olan meme ucu şeklinde aşındırıcılar da geliştirmiştir. Çelik bilyeli aşındırıcı çoğunlukla minimum malzeme kaldırma sağlayan küresel şekle sahiptir, bu da onları özellikle pürüzsüz çizilmez yüzeyler sağlayan metal, gümüş veya alüminyum parçaların parlatılması ve mekanik temizliği için uygun hale getirir.

△Seramik bazlı aşındırıcılar yüksek basınca dayanabilir. (Kaynak: Vibrafinish)

Aşındırıcılara ek olarak, bileşikler olarak da bilinen yağlayıcılara ihtiyaç vardır. Bu bileşikler, parçalardaki aşınmayı emmek ve gidermek, ayrıca bunları temizlemek ve yağdan arındırmak için kullanılır. Metal parçaların işlenmesi için, dekapaj için asidik bileşikler kullanılabilir. Tedaviden sonra kurutma gereklidir. Parçalar, mısır koçanı irmikleri, ceviz kabuğu irmikleri veya odun parçaları gibi ısıtılmış kurutma ortamları ile birlikte kurutma için titreşimli bir kurutucuya yerleştirilebilir.

Uyumlu Malzemeler

Buhar yumuşatma, çoğu 3D baskı polimeri ve elastomeri ile uyumludur. Buhar yumuşatma için uygun yaygın malzemeler arasında Akrilonitril Stiren Akrilat (ASA), Akrilonitril Bütadien Stiren (ABS), Yüksek Etkili Polistiren (makineye bağlı olarak), Naylon 11 (PA 11), Naylon 12 (PA 12), Polipropilen (PP) ve Polikarbonat / Akrilonitril Butadien Stiren (PC-ABS) bulunur. Bununla birlikte, buhar yumuşatma için TPU ve bazı özel filamentlerin önerilmediğine dikkat edilmelidir. Aseton, metil etil keton (MEK), tetrahidrofuran (THF), diklorometan (DCM) ve etil asetat gibi her çözücünün kendi etkinliği ve uygulama hususları vardır.

Öte yandan, titreşimli parlatma birçok farklı malzeme ile uyumludur. Örneğin, titreşim parlatma sadece termoset plastikler, termoplastik plastikler ve elastomerler (polietilen (PE), polipropilen (PP) veya polietilen tereftalat (PET) gibi) ile yapılan 3D baskılı parçalar için değil, aynı zamanda alüminyum, paslanmaz çelik, bakır veya pirinç gibi metaller için de kullanılabilir. Bu, FDM / FFF ve toz yatağı füzyonu gibi çeşitli 3D baskı teknolojileri için bir işlem sonrası teknik olarak kullanılabilecek daha çok yönlü bir yöntem haline getirir.

△ Titreşimli parlatma ile işlem görmüş metal parçaların karşılaştırılmasından önce ve sonra (Kaynak: Acton Finishing)

İşlem Sonrası Tekniklerin Sınırlamaları ve Avantajları

Her iki yöntemin de yüzey görünümü ve performans açısından birçok avantajı vardır. Buhar pürüzsüzleştirme, enjeksiyon kalıplı parçalar kadar pürüzsüz ve su geçirmez yüzeyler elde ederken, aynı zamanda parçaların uzamasını, gerilme mukavemetini, bükülme performansını, özelliklerini, mukavemetini ve doğruluğunu korur. Öte yandan, titreşimli parlatma su geçirmezlik elde edemez, ancak kaplama izlerini gidererek ve çizilmeye dayanıklı ve kir tutmayan yüzeyler üreterek son derece pürüzsüz yüzeyler sağlayabilir. Titreşimli parlatma ve buhar yumuşatma yöntemleri kullanılarak işlenen parçalar parlak görünümlü pürüzsüz yüzeyler üretebilir. Bununla birlikte, titreşimli parlatma ile karşılaştırıldığında, buhar yumuşatma daha parlak bir yüzey sağlar. Ek olarak, titreşim parlatma ile işlenen parçalar gözle görülür şekilde daha yumuşak ve daha hoş bir dokunsal deneyim sergiler.

Öte yandan, titreşimli parlatma, buhar yumuşatmadan daha geniş bir yelpazede 3D baskılı parçalar için uygundur, çünkü farklı aşındırıcılar / yöntemler seçerek kişiselleştirilmiş gereksinimlere, malzeme özelliklerine ve yapılara uyum sağlayabilir. Bu işlem her zaman uzmanlar tarafından profesyonelce gerçekleştirildiği sürece, titreşim parlatma işlemi neredeyse tüm 3D baskılı bileşenleri uygular. Bununla birlikte, vibraotry finshing, bazı bileşenler için geometrik şekil kaybına neden olabilir. Örneğin, bir bileşenin açıları ve uçları aşırı yuvarlanabilir ve şekillerini kaybedebilir, bu da buhar yumuşatma ile oluşmaz. Ek olarak, titreşimli parlatma bazen daha sonra prosesi uzatan daha fazla kurutma prosedürü gerektirir.

Uygulama Alanları
 
Buhar yumuşatma, tıp, otomotiv ve havacılık gibi endüstrilerde, kimyasal maddeler olmadan su geçirmez, antibakteriyel parçaların işlenmesi için tercih edilen bir teknolojidir. Titreşim parlatma söz konusu olduğunda, tıp, otomotiv ve spor endüstrileri özellikle bu teknikten yararlanır. Her alanda, pürüzsüz bir yüzey (özellikle metalik bileşenler), parçaların düzgün çalışmasını ve güvenlik koşullarını sağlamak için kritik öneme sahiptir. Bununla birlikte, hem buhar yumuşatma hem de titreşim parlatma, ürün geliştirme döngüsü boyunca uygulanabilir, konsept modelleri prototiplere ve nihai ürünlere dönüştürür ve tıbbi, otomotiv ve tüketim malları dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, titreşimli parlatma teknikleri kullanılarak işlenen parçalar arasında otomotiv parçaları veya buz pateni veya fitness ekipmanı gibi spor ekipmanları bulunur. Ek olarak, mücevher ve çatal bıçak takımı da tüketici kullanımı için titreşim parlatma teknikleri kullanılarak parlatılır. Buhar düzgünleştirilmiş bileşenlerin sıklıkla kullanıldığı otomotiv endüstrisindeki bir örnek, gösterge panelleri, kapı kolları ve orta konsol elemanları gibi araçların iç bileşenleridir. Buhar yumuşatma, kanatlar, hava kanalları ve motor bileşenleri gibi havacılık endüstrisindeki uçak parçaları için de kullanılır.

△ Havacılık ve Uzay Endüstrisinde uçak parçalarına yaygın olarak uygulanan buhar Yumuşatma (Görüntü kaynağı: Hızlı Yarıçap)

Tedarikçiler ve fiyatlar
 
SPALECK GmbH, VibraFinish veya Rohde AG gibi farklı servis sağlayıcılar, özel müşteriler ve şirketler için titreşimli parlatma hizmetleri sunmaktadır. Buhar yumuşatma için, tanınmış servis sağlayıcılar arasında Xometry, AMT, DyeMansion, Protolabs ve Hubs bulunur. Belirlenmiş işlem sonrası çözüm makineleri aracılığıyla veya malzeme özelliklerine göre buhar yumuşatma hizmetleri sunarlar. 3Faktur, hem buhar yumuşatma hem de titreşim parlatma hizmetleri sunan bir Alman şirketidir. AMT PostPro3D serisi ve Powerfuse S serisi gibi popüler buhar yumuşatma makineleri sırasıyla Xometry ve DyeMansion tarafından sağlanmaktadır. Protolablar ve Hub'lar, MJFHPA 12 (Multi Jet Fusion High-Performance PA 12), PA 12 (Polyamide 12), MJF Ultrasint™TPU-01 malzemeleri ile SLS (Seçici Lazer Sinterleme) teknolojisini kullanır.

Titreşim parlatma gelince, Walther, Trowal, AVATec veya Garant gibi üreticiler tarafından üretilen büyük endüstriyel makinelerin fiyatları 18 bin ila 21 bin dolar arasında değişiyor (17 bin ila 20 bin avro). 2 kg'lık bir aşındırıcının fiyatı 21 ila 44 ABD Doları (20 € ila 40 €) arasında değişirken, 5 litrelik bir bileşik yaklaşık olarak aynı maliyete sahiptir (21 $ - 44 $ USD / 20 € - 40 €). Fiyatlar, işlenecek parçaların miktarına ve boyutuna bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir. Buhar yumuşatma hizmetleri için, parça başına maliyet, karmaşıklığa bağlı olarak 5 ila 15 ABD Doları (4 - 14 €) arasında değişebilir; Her ne kadar birçok üretici tipik olarak bu hizmeti yalnızca en az on parçadan oluşan paketler halinde sunsa da. Bir vapot yumuşatma cihazının kendisini satın almanın maliyeti, bölgeye, üreticiye ve kalite seviyesine bağlı olarak yaklaşık 10 bin ila 30 bin ABD Doları (11 bin € - 33 bin €) arasındadır.