31 mai 2017

Una din problemele cu care se confruntă cei care folosesc imprimarea 3D în diverse scopuri este finisarea obiectelor realizate prin această tehnologie, îndeosebi dacă este vorba de imprimarea cu filament (FDM/FFF).

Probabil că mulți entuziaști ai imprimării 3D au încercat și poate că și utilizează metoda tratării cu vapori de acetonă (sau chiar baia în acetonă) a obiectelor realizate din ABS. Dacă sunt imprimate corespunzător (un strat cât mai subțire, dar 0,1-0,15 mm este suficient) și dacă sunt tratate corespunzător, obiectele capătă o suprafață netedă și lucioasă. Din păcate, procesul este dificil de controlat, iar acetona un material nu tocmai lipsit de pericole.

Cei de la Polymaker au întrezărit aici o oportunitate și au gândit o soluție din două componente:

  • PolySmooth - un filament ușor de imprimat și solubil în alcool izopropilic, o substanță mai ușor de obținut și mai prietenoasă
  • Polysher - un echipament care facilitează prelucrarea obiectelor realizate din PolySmooth, permițând obținerea unor suprafețe lucioase, într-un mod comod și eficient.

După o campanie de succes pe Kickstarter și cu ceva întârziere (cum se întâmplă cam cu toate lucrurile planificate în ziua de azi), cele două produse au început să ajungă atât la cei care au contribuit la finanțare, cât și pe piață, în cantități încă destul de limitate.

Ca distribuitori ai produselor Polymaker în România, am obținut pentru teste un Polysher și câteva role de PolySmooth din primele loturi de fabricație.

Și iată ce vă putem spune despre ele.

PolySmooth și imprimarea lui

Etichetare filament PolySmooth
Impachetare filament PolySmooth

Filamentul PolySmooth vine ambalat excelent, într-o cutie de calitate deosebită, închis ermetic într-o pungă sigilată, prevăzută cu fermoar pentru păstrarea cât mai bună după desfacere. Este însoțit de un mic manual cu instrucțiuni de utilizare, iar tipul și caracteristicile principale sunt clar marcate pe o etichetă amplasată pe o latură a cutiei. Rola este îngustă (50 mm), dată fiind cantitatea de filament și ea redusă, doar 500 g, dar restul dimensiunilor sunt standard (diametru exterior 200 mm, tambur cu montare pe 50 mm).

Este un material ușor, ceva mai greu decât ABS, dar mai ușor decât PLA, cu o densitate de 1,05-1,10 g/cmc.

Așa cum a promis producătorul, se utilizează, la fel de ușor ca PLA, temperatura de extrudare fiind ceva mai ridicată (210-230 °C). Are o curgere constantă și fluidă, iar suprafețele obținute au un aspect mătăsos. Interesant este că straturile sunt estompate încă din momentul imprimării. Deși toate testele efectuate au fost cu 0,2 mm, practic straturile nu sunt vizibile.

Asta este partea bună. Partea mai puțin bună este că orice defect de depunere a extruziunii de plastic va fi accentuată. Iregularități de depunere a straturilor (fie datorate problemelor axei Z, fie extruziunii necorespunzătoare, urme lăsate de suport sau de retracțiile ineficiente, chiar și „cota de nivel” a fiecărui strat pe suprafețele cu unghi mic față de planul mesei, toate sunt vizibile mult mai bine. Iar partea rea este că acestea nu vor fi remediate prin utilizarea Polysher-ului.

Asta înseamnă că va fi în prealabil nevoie de o prelucrare mecanică prin șlefuire și, eventual, acoperirea micilor lipsuri de material, dacă este cazul (de exemplu, unele extruziuni insuficiente accidentale).

Primele teste le-am făcut pe „bătrânica” noastră NEO de la German RepRap, o imprimantă cu cap de imprimare J-head, cu izolare/răcire pe PEEK, cu vârf de 0,4 mm, tub Bowden relativ lung, masă neîncălzită, acoperită cu folie albastră. Temperatura de extruziune 220 °C, viteza de imprimare 40 mm/s, cu ușoare reduceri la perimetrul exterior și suport, și un ventilator de răcire a extruziunii care, dacă e dat la 100% poate scoate... peri oricărui model imprimat, indiferent de material.

Am folosit două modele de pe Thinghiverse:

Câteva mici probleme de extruziune ne-au dat posibilitatea să evaluăm capabilitatea procesului de a remedia unele defecte minore.

Apoi am trecut pe un Kossel Mini, echipat cu o clonă de E3D, cu 0,4 mm în vârf, fără ventilator de răcire, dar cu masă încălzită și folie Kapton (pe care mai erau ceva urme de smac de ABS).

Piesele au stat bine pe masă, fără niciun semn de tendință de dezlipire (e drept, și forma bazei era prietenoasă, fără colțuri). Desprinderea a fost ușoară de pe ambele suprafețe.
Suportul, s-a realizat foarte bine, dar forma pieselor a condus la unele dificultăți de înlăturare a lui.

Suprafața este mătăsoasă, dar nu foarte lucioasă și chiar pe imprimanta fără ventilator au apărut fire subțiri prinse pe suprafață, ca și cum materialul ar conține în el ceva scame.

Prelucrarea prin șlefuire se face ușor, deși materialul este destul de dur, putându-se utiliza cu succes orice unealtă sau material abraziv. E bine să fie curat. Am lucrat doar pe alb, ceea ce poate să prezinte pretenții suplimentare. Pare însă că materialul este destul de... microporos, ceea ce poate conduce la înglobarea unor particule străine în material (de exemplu, dacă am folosit o pilă înainte pentru PLA roșu și acum o folosim la PolySmooth alb).

PolySmooth imprimat 3D

Suportul va trebui complet îndepărtat, nu-i așa?

PolySmooth imprimat 3D

În unele locuri ar putea fi mai dificil. Lucrați cu atenție și răbdare!

PolySmooth imprimat 3D

Îndepărtați urmele vizibile de straturi!

PolySmooth imprimat 3D

E bine să șlefuiți și unele artefacte aparent inofensive, cum ar fi, neregularitățile de depunere a straturilor.

PolySmooth imprimat 3D

Perii care apar pe suprafața corpului se îndepărtează cu ușurință. Se poate folosi și un pistol cu aer cald.

PolySmooth imprimat 3D

Nu neglijați chiar și unele artefacte mai fine, dar nu vă atingeți de detaliile mici!

PolySmooth imprimat 3D

Îndepărtați orice urmă de plastic rămasă pe suprafața obiectului.

PolySmooth imprimat 3D

La final ar trebui să arate cel puțin așa (de fapt nu strică să fie chiar mai fin!)

PolySmooth imprimat 3D

Un alt model imprimat cu PolySmooth.

În concluzie:

  • imprimați fără grijă, folosind specificațiile producătorului
  • asigurați-vă că imprimanta este bine reglată
  • puteți folosi sau nu ventilatorul de răcire a extruziunii, dar o metodă de răcire (de exemplu, reducerea vitezei) trebuie oricum utilizată, măcar pentru straturile cu suprafață totală mai mică
  • înlăturați cu grijă suportul pentru a rămâne cât mai puține urme (ideal, deloc)
  • șlefuiți bine piesa pentru îndepărtarea oricăror artefacte prin adaos și încercați să acoperiți efectualele defecte de lipsă de material (de exemplu cu un „creion de imprimare” utilizând același filament

Polysher și lustruirea pieselor

De la prima vedere, Polysher-ul este un echipament foarte simpatic.

Vine într-un ambalaj deosebit, la exterior cu o cutie simplă în care, între gofraje solide de carton stă o altă cutie premium, în care se află echipamentul și toate accesoriile. Este uimitoare grija pentru detalii care s-a acordat la definirea, proiectarea și realizarea produsului.

Primiți un alimentator cu adaptoare pentru diverse tipuri de prize din lume, două platforme de prelucrare (pentru a nu pierde timpul până se usucă piesa care tocmai a fost prelucrată, un capac de lucru și unul de... repaus pentru acoperirea rezervorului de alcool, două atomizoare (nebulizer) pentru formarea ceții de picături fine de alcool în incinta de lucru, o pipetă uriașă (poate prea uriașă) pentru scoaterea alcoolului din rezervor (dacă nu folosiți echipamentul mai mult timp) și, bineînțeles, un manual simplu și la obiect.

Nu se prea poate vorbi despre instalare, e mult prea sofisticat să spunem așa unor operații simple, dar pentru a fi gata de lucru, după ce a fost scos totul din cutie, trebuie urmați câțiva pași:

  • conectați alimentatorul la Polisher, alegeți adaptorul de priză și cuplați-l la capătul cablului de alimentare, apoi introduceți-l în priză
  • apăsați butonul de pornire/oprire
  • apăsați butonul de deschidere/închidere a incintei de prelucrare; capacul superior se va ridica, împreună cu suportul pe care se va amplasa platforma de prelucrare
  • montați un atomizor în locașul lui; o operație care necesită deopotrivă atenție și puțină forță
  • turnați alcool izopropilic în rezervor și apoi puneți peste rezervor capacul cu grilă
  • așteptați circa un minut până la „încărcarea” atomizorului cu alcool
  • puneți una din cele două platforme pe suport, iar pe platformă o piesă pregătită pentru lustruire (pentru testare se poate utiliza și „în gol”)
  • apăsați butonul de deschidere/închidere a incintei de prelucrare; capacul superior va coborî și, odată cu el, platforma cu piesa pe ea
  • rotiți butonul de pornire a prelucrării și stabiliți durata de lucru

De aici încolo începe... discoteca. Polysher-ul este plin de surprize luminoase și sonore. Diverse sunete vă avertizează asupra condițiilor de funcționare, interiorul este iluminat la nevoie cu lumină albă furnizată de câteva leduri amplasate în capac, iar când prelucrarea e în toi, un led RGB trece prin culorile curcubeului, conferind ceții de alcool un aspect fantastic. Evident, platforma se rotește și odată cu ea și obiectul. Nu vă rămâne decât să priviți hipnotizați sau să vă... vedeți de treabă.

Polysher

Polysher în ambalajele lui.

Polysher

Polysher în curs de a fi... descoperit!

Polysher

Polysher la treabă, lustruindu-l pe Buda!

Un sunet specific vă anunță când a trecut timpul programat și prelucrarea s-a încheiat, dar nu veți putea deschide încă Polysher-ul, până când nu se... ridică ceața (mai corect, până când ultima picătură de alcool se va lăsa în partea inferioară și de acolo se va scurge înapoi în rezervor). Apoi:

  • apăsați butonul de deschidere/închidere a incintei de prelucrare; capacul superior se va ridica din nou, împreună cu piesa gata lustruită; evident, totul fiind cât se poate de... transparent, dacă după terminarea prelucrării observați că obiectul nu e suficient de lustruit, rotiți din nou butonul și reveniți în... discotecă
  • nu puneți mâna pe piesă - suprafața ei este încă sensibilă la atingere și riscați să lăsați amprente care vor strica aspectul
  • apucați de cele două urechiușe ale platformei de prelucrare, înclinați ușor platforma pentru a permite scurgerea a câteva picături de alcool în interiorul Polisher-ului și nu pe biroul pe care l-ați așezat, apoi inspectați cu atenție rezultatul prelucrării (nu uitați că obiectul nu e prins și îl puteți scăpa ușor pe jos!)
  • cel mai bine, duceți platforma, cu obiectul pe ea, într-un spațiu cât mai bine aerisit; alcoolul aflat pe platformă și cel cu care este îmbibat un strat superficial al obiectului se va evapora repede
  • nu vă grăbiți - lăsați obiectul să se usuce bine și suprafața să se întărească complet
  • dacă ați terminat, schimbați capacul cu grilă al rezervorului, cu cel „ermetic”, pentru a preveni evaporarea alcoolului; nu strică să folosiți o spatulă de silicon sau cauciuc pentru a „îndruma” înapoi în rezervor tot alcoolul care se află pe fundul incintei; apoi închideți capacul (desigur, apăsând pe buton) și apoi puteți apăsa mai lung pe butonul de pornire/oprire pentru a întrerupe alimentarea
  • dacă nu ați terminat... continuați!

Polysher-ul nu face cine știe ce zgomot în timpul prelucrării, motorul de antrenare a platformei fiind cât se poate de silențios. Ceva mai mult zgomot se produce la deschiderea și închiderea incintei, dar asta nu este chiar așa de deranjant - oricum nu puteți să dormiți în timp ce efectuați manevrele astea.

Timpul de prelucrare variază în funcție de mărimea obiectului (sau obiectelor, doar volumul disponibil pentru prelucrare vă limitează, altfel puteți pune oricâte obiecte, evident, fără se atingă între ele). Cel mai bine este să încercați singuri:

  • puneți timpul de prelucrare la maxim și observați rezultatul
  • când arată cum doriți, rețineți cât a durat (5 minute de înmulțit cu numărul de segmente luminoase... stinse) și rotiți butonul la minim, oprind prelucrarea
  • după câteva experimente veți ajunge să cunoașteți timpul necesar pentru diferite situații și să-l stabiliți de la bun început

În principiu, prelucrarea nu trebuie să depășească timpul necesar obținerii aspectului dorit. Pe lângă faptul că o durată excesivă estompează detaliile obiectului, se consumă inutil din durata de viață a atomizorului (necomunicată încă de producător).

Atomizorul este componenta cheie a Polysher-ului. Fără el nu se poate. „Pionierii” utilizării Polisher-ului au beneficiat de instrucțiuni, să le zicem, insuficient de precise, referitoare la modul de „încărcare” (sau amorsare) și l-au... înecat în alcool (se sugera să se pună câteva picături de alcool cu o pipetă, dar au folosit pipeta uriașă destinată golirii rezervorului!).

Obiectele din PolySmooth lustruite cu Polysher arată cât se poate de... lustruite. Suprafața este foarte lucioasă, dar netezimea depinde de calitatea imprimării și a finisării prealabile prin șlefuile. Dat fiind că orice suprafață lucioasă are "obiceiul" de a reflecta foarte bine lumina, orice neregularitate va fi ușor identificată. Efectul nu e neapărat neplăcut, dar în unele situații afectează negativ impresia... artistică.

Polysher

Cam așa arată primul model lustruit de noi.

Polysher

Unele artefacte necorectate înainte de lustruire rămân vizibile

Polysher

Aveți grijă să fie vârful curat, mai ales dacă lucrați cu material în culori deschisee. Orice particulă de material "murdar" (altă culoare, ars) va strica aspectul final.

Polysher

Dacă ați șlefuit bine obiectul, urmele straturilor devin practic invizibile.

Polysher

Ceața de alcool nu pătrunde cum trebuie între baza piesei și platformă, dar asta nu-i o problema pentru majoritatea obiectelor care ar necesita lustruire.

Polysher

După lustruire și uscare puteți vopsi obiectul (procedați cu răbdare, depunând straturi subțiri, nu ca noi!)

Polysher

Nici prin vopsire nu scăpați de artefacte.

Polysher

Al doilea obiect a ieșit mai bine, semn că am început deja să ne pricepem!

Polysher

Probabil că i-ar sta bine făcut cumva în roșu (mama) și alb (copilul). Sau poate rămâne așa.

Concluzii

Vom mai reveni cu informații pe măsură ce vom căpăta și noi mai multă experiență.

Până una alta, putem aprecia că Polymaker are toate șansele să „dea lovitura”. Perechea PolySmooth - Polysher are tot ce-i trebuie pentru a-i satisface pe cei care vor să confere un aspect deosebit obiectelor pe care le realizează la imprimanta 3D.

Găsiți PolySmooth și Polysher în eShop

Atenție: Primele loturi sunt în curs de epuizare, chiar și la furnizor. Având în vedere că urmează și perioada de vară, foarte probabil că, cine apucă acum, bine, iar cine nu, va trebuie să mai aștepte. Opțiunea vă aparține.

Note

Acest articol are un caracter informativ. Rolul lui este de a facilita înțelegerea de către utilizatorii a unor produse și procese din domeniul teehnologiilor 3D.

Responsabilitatea aplicării în practică a anumitor tehnici și proceduri cuprinse în acest articol revine în întregime utilizatorului. Autorul articolului nu poate fi făcut răspunzător de nicio consecință care poate rezulta din utilizarea informațiilor prezentate.