3D-печать открывает большие возможности для создания уникальных изделий, но поверхность моделей часто получается шероховатой. В этой статье разберем пять эффективных методов постобработки, позволяющих добиться идеально гладкой поверхности 3D-печатных изделий, подходящих для домашнего использования.
Механическая обработка для удаления неровностей
Каждому кто работает с 3D-печатью знакома ситуация: модель вышла с принтера с видимыми слоями и шероховатостями. Самый надежный способ решить проблему — механическая обработка. В отличие от химических методов о которых поговорим дальше этот подход полностью контролируется руками и не требует специальных реактивов.
Базовый инструмент: наждачная бумага
Начните с выбора правильной зернистости. Для моделей с выраженными линиями слоя рекомендую начинать шлифовку с бумаги P120-P180. Главное правило — двигаться от крупного к мелкому абразиву. После грубой обработки переходите на P240-P320 для формирования однородной поверхности окончательный глянец достигается шкуркой P800-P1200.
Практический лайфхак от профи: оборачивайте наждачную бумагу вокруг мягкого бруска или поролоновой подложки. Это помогает равномерно распределять давление и избегать «продавливания» тонких деталей. Для геометрически сложных элементов попробуйте закреплять шкурку на ребре деревянной палочки — так удобнее обрабатывать углубления.
Работа с электроинструментом
Вибрационные шлифмашинки экономят время при больших объемах работ. Важный нюанс — выбирайте инструмент с регулировкой скорости. Для PLA начинайте с 8000-10000 оборотов, ABS чуть ниже — 6000-8000. Всегда проверяйте настройки на тестовом участке: некоторые пластики при перегреве плавятся вместо шлифовки.
- Ротационные инструменты (дремели) с войлочными или резиновыми насадками
- Мини-шлифовальные машины с гибким валом для труднодоступных зон
- Пневматические бормашины для профессиональной обработки
Предупреждение: при работе с любым электроинструментом используйте респиратор класса FFP2 — микрочастицы пластика в воздухе опасны для легких. Если в помещении нет вытяжки — надевайте полнолицевую маску.
Ручные приспособления для деликатной работы
Шлифовальные губки с алмазным напылением идеальны для моделей с мелкими деталями. Их главное преимущество — адаптация к любой форме поверхности. Другой проверенный вариант — поролоновые стики с клеевым слоем: на них можно закрепить отрезок любой наждачной бумаги.
Для особо сложного рельефа попробуйте авторский метод со стекловолоконной щеткой. Ею удобно обрабатывать соединения поддерживающих структур с основной моделью. После обработки не забудьте промыть изделие мыльным раствором — микроскопические волокна щетки могут остаться в порах пластика.
Полировка до зеркального блеска
Заключительный этап — переход от матовой поверхности к глянцевой. Используйте полировальные пасты типа DIAMOND PASTE с размером абразива 1-3 мкм. Наносите состав мягкой микрофибровой тряпкой круговыми движениями с минимальным давлением.
Профессиональная хитрость: для ABS и PETG хорошо работает «горячая полировка». Нагрейте поверхность феном до 60-70°C (контролируйте термометром!) потом сразу обработайте войлочной насадкой с полиролью. Такой метод полностью устраняет микроцарапины которые могли остаться после шлифовки.
Типовые ошибки новичков
- Использование слишком мелкой наждачки на первом этапе — не спешите добиваться гладкости пока не выровнены основные неровности
- Пренебрежение промежуточным обеспыливанием — остатки абразива между этапами шлифовки создают новые царапины
- Работа без фиксации детали — закрепите модель в тисках с резиновыми накладками чтобы обе руки оставались свободными
Для проверки результата проведите пальцем в перчатке по обработанной поверхности — если чувствуются перепады на стыках слоев продолжайте шлифовку. Помните что механические методы требуют времени: на качественную обработку средней модели уходит 1.5-2 часа активной работы.
После освоения этих техник переходите к химическому сглаживанию — оно даст абсолютно ровную поверхность но потребует других навыков и подготовки. О тонкостях работы с растворителями подробно расскажем в следующем разделе.
Химическое сглаживание растворителями
Химическое сглаживание растворителями — один из самых эффективных способов добиться стеклоподобной поверхности на 3D-моделях. В отличие от механической обработки, этот метод работает на молекулярном уровне — растворитель временно размягчает верхний слой пластика, позволяя ему равномерно перераспределиться. Но тут есть нюансы: например, ABS и PLA требуют принципиально разных подходов.
Как подобрать растворитель
ABS лучше всего реагирует на ацетон. Это классика для создания глянцевого покрытия — парами обрабатывают детали в герметичной камере, либо погружают их в раствор. Для PLA всё сложнее: ацетон на него почти не действует. Здесь часто используют тетрагидрофуран (THF) или дихлорметан, но их пары токсичны. Энтузиасты иногда экспериментируют с этилацетатом для PETG — получается матовая шероховатость, напоминающая песчаник.
Важно: перед обработкой всегда проверяйте реакцию пластика на внутренней части модели или обрезках. Некоторые дешевые сорта PLA содержат добавки, которые при контакте с растворителем дают непредсказуемый результат.
Три проверенных метода обработки
Метод паровой бани подходит для ABS. Понадобится стеклянная емкость с плотной крышкой и металлическая сетка-подставка. На дно наливают 50-70 мл ацетона, модель размещают на сетке выше уровня жидкости. При нагреве до 60-80°C в течении 15-30 минут пары равномерно обволакивают поверхность.
- Плюсы — минимум деформаций, естественное сглаживание
- Риски — необходимо строго контролировать температуру (перегрев вызывает оплывание мелких деталей)
Погружение в раствор работает быстрее, но требует точного расчета времени. Для ABS используют смесь ацетона с водой в пропорции 3:1. Модель опускают на 2-5 секунд — буквально на мгновение. В случае с THF для PLA время сокращают до 1-2 секунд. Новички часто замачивают детали на несколько минут, превращая их в бесформенные сгустки.
Точечная обработка кистью помогает устранить отдельные дефекты. Смочите ватную палочку или синтетическую кисть и аккуратно пройдитесь по стыкам слоев. Метод требует сноровки — избыток растворителя оставляет разводы.
Безопасность на кухонном столе
Химическое сглаживание в домашних условиях вызывает больше всего вопросов. Лучше выделить для этого балкон или хорошо проветриваемое помещение. Для работы с агрессивными растворителями типа THF потребуется:
- Респиратор с фильтром А2
- Химически стойкие перчатки (нитриловые)
- Защитные очки
- Огнетушитель класса B — пары многих растворителей взрывоопасны
Отдельная история — хранение. Ацетон испаряется даже через пластиковые крышки. Держите растворители в стеклянных банках с притертыми пробками. Остатки смесей нельзя сливать в раковину — утилизируйте их как опасные отходы.
Когда химия становится проблемой
После ацетонового сглаживания ABS усиливает свои механические свойства — поверхностный слой становится плотнее. С PLA обратная ситуация. Эксперименты с дихлорметаном показали снижение прочности на 15-20% при изгибе. Для функциональных деталей это критично.
Частая ошибка — обработка уже склеенных моделей. Даже следы растворителя в стыках ослабляют клеевые швы. Всегда сглаживайте детали до сборки. Если использовали поддержки из того же материала — удаляйте их до обработки.
Цветные пластики после химической полировки могут изменить оттенок. Металлики теряют блеск из-за растворения блесток во внешнем слое. Прозрачные материалы становятся полупрозрачными — эффект как у матового стекла.
Из практики
Когда пришлось сделать гладкую поверхность на крупной ABS-вазе, использовали модифицированную пароварку. Нагревали дно банки строительным феном до 65°C, выдерживали 20 минут с момента появления конденсата. Результат — глянец без подтеков. Сосед по мастерской попробовал аналогично обработать PLA-изделие с THF — через 40 сек в паровой камере мелкие элементы склеились в монолит.
Если планируете последующее грунтование или покраску, сделайте перерыв 12-24 часа после химической обработки. Недавно сглаженная поверхность может реагировать с аэрозольными составами. Для красок на водной основе это не так критично, но эмали в баллонах иногда дают кратеры и пузыри.
Химическая постобработка требует экспериментаторского подхода. Начните с простых фигурок, запишите время экспозиции и концентрацию растворителя. Со временем вы выработаете свой рецепт для разных типов пластиков. Только не забывайте про дыхательные клапаны на респираторе — их нужно менять каждые 8 часов работы.
Покрытия и лаки для создания гладкой поверхности
После химической обработки растворителями поверхность моделей часто требует дополнительной доработки. Тут на помощь приходят специализированные покрытия и лаки — они не просто скрывают мелкие дефекты, но и позволяют получить профессиональный финиш даже в домашних условиях.
Почему подготовка важнее самого покрытия
Залог ровного покрытия — идеально очищенная основа. Остатки растворителя, микрочастицы пластика или жировые пятна создают эффект «апельсиновой корки». Для PLA сначала пройдитесь шкуркой 320-400 грит, для ABS можно взять 240-320. Проверенный способ — трёхэтапная обработка:
- Сдуйте пыль компрессором или баллончиком со сжатым воздухом
- Протрите ватным диском со спиртовым раствором (90%)
- Нанесите обезжириватель для пластика Eding 740 за 10 минут до грунтования
Распространённая ошибка — игнорирование тестовых участков. Нанесите грунт на небольшую площадь на дне модели — если через час нет отслоений или пузырей, можно обрабатывать всю деталь.
Выбор материалов для разных задач
В строительных магазинах легко потеряться среди десятков составов. Для начинающих подойдёт три варианта:
- Матовая эпоксидная смола Bison Epoxy 2K — двойной компонент распределяется кистью, создаёт прочное влагостойкое покрытие
- Акриловая грунтовка Tamiya Primer в баллонах — оптимальна для мелких деталей, не требует распылителя
- Полиуретановый лак Parquet Extra Strong — даёт эффект «жидкого стекла» на крупных элементах интерьера
Экспериментируя с текстурой, помните — глянцевые составы подчеркивают неровности. Для вазонов или декоративных панелей лучше использовать матовые акриловые смеси Marabu Decorlack. Если нужен металлический блеск, закрепите базовый слой автоэмалью Bosny и нанесите восковой патину.
Технология послойного нанесения
Опытные мастера используют систему из пяти обязательных этапов:
- Кислотный грунт в 1 слой для адгезии (подходит Epoxy Primer от Novol)
- Акриловый наполнитель 2-3 слоя с промежуточной сушкой
- Межслойное шлифование мокрой наждачкой 800 грит
- Финишное покрытие выбранным лаком
- Полировка микрофиброй через 48 часов полного отверждения
Для труднодоступных мест берут мягкие кисти из нейлона шириной 5-10 мм. При распылении из баллона держите его на расстоянии 20-25 см — если появляются подтёки, сразу промокайте их безворсовой салфеткой. Температура в помещении должна быть стабильной — перепады между слоями вызывают расслоение.
Чего нельзя делать никогда
Смешивание разных тисов покрытий приводит к химическому конфликту. Не наносите нитроэмаль поверх акрилового грунта — через месяц появится сетка микротрещин. Проверяйте совместимость на упаковке. При работе с эпоксидками обязательно используйте респиратор с угольным фильтром — пары вызывают аллергию даже при открытых окнах.
Помните — каждый слой сохнет втрое дольше, чем указано производителем. Лучше оставить модель на ночь при комнатной температуре, чем испортить работу преждевременным нанесением следующего покрытия.
Конечный результат зависит от терпения. Потратьте лишние два дня на многоступенчатую обработку — и ваша 3D-модель будет неотличима от фабричных изделий. В следующем разделе разберём автоматизированные методы постобработки, которые экономят время без потери качества.
Современные методы постобработки для домашних пользователей
После подготовки поверхности и финишного покрытия, о которых мы говорили ранее, многие думают — а что дальше? Современные технологии предлагают новые решения для доводки 3D-печати, которые раньше считались чисто промышленными. Семь лет назад мой знакомый из Новосибирска собрал первый прототип шлифовального робота из старого 3D-принтера. Сегодня такие эксперименты стали нормой в домашних мастерских.
Автоматизированная шлифовка роботами
Самодельные станки с ЧПУ для постобработки теперь можно собрать дешевле, чем купить профессиональное оборудование. Берут старую раму принтера, вместо экструдера ставят мини-болгарку с абразивными дисками 40-60 грит. Для сложного рельефа используют сменные насадки из микроволокна с алмазным напылением. Главная хитрость — программное обеспечение. Бесплатный слайсер PrusaSlicer позволяет задавать траекторию обработки прямо в G-коде.
Петр из Казани модернизировал свой Creality Ender 3 под шлифовальный станок. Теперь он обрабатывает 15-сантиметровые статуэтки за 30 минут вместо 3 часов ручной работы
Ультразвуковая обработка
В отличие от стандартных ванн для смолы, домашние ультразвуковые установки работают с растворами на основе изопропанола и полирующих добавок. Для PLA подходит температура 55-60°C с циклом 15 минут. ABS требует осторожности из-за деформации — лучше ограничиться 40°C и 7-10 минутами. Важный нюанс — плотность раствора. На литр изопропанола добавляют 2 столовые ложки детского масла Джонсонс Бэби, чтобы создать защитную пленку на детали.
Недавний эксперимент в мастерской «Гараж 3D» (Санкт-Петербург) показал — ультразвук устраняет до 90% слоистости на кружевных узорах. Но для геометрических моделей с острыми углами метод почти бесполезен.
Абразивные пасты нового поколения
Корейские составы CLOVER Polishing Compound или российский аналог «Полирит» дают результат за 2-3 прохода вместо традиционных 10. Секрет в комбинации оксида церия и микросфер из карбида вольфрама. Наносят пасту дрелью с войлочным кругом на скорости 3000 об/мин. После обработки обязательно промывать детали в мыльном растворе — остатки абразива постепенно разрушают пластик.
- Для матовой поверхности — состав с зерном 3-5 мкм
- Для зеркального блеска — пасты с размером частиц 0.5-1 мкм
- Для цветного пластика — прозрачные гели на силиконовой основе
Лазерная доводка
Самодельные лазерные модули 5-10 Вт постепенно вытесняют паяльные лампы для обработки PLA. Тепловой луч плавит верхний слой за 0.03-0.05 секунды, оставляя гладкую поверхность. Риски есть — при перегреве появляются желтые пятна. В сообществе «Лазерные технологии в DIY» рекомендуют использовать голубые лазеры 445 нм — они меньше нагревают материал.
Первый успешный пример я видела в этом году на выставке 3D Print Expo. Студент МГТУ им. Баумана показывал вазу с текстурой под мрамор — после лазерной обработки её нельзя было отличить от литого пластика.
Микроволновая полировка
Способ для смелых экспериментаторов. В герметичный контейнер с моделью добавляют 50 мл этилацетата и помещают в СВЧ на 15 секунд. Пары растворителя плавят поверхность, сохраняя геометрию. Метод работает только с ABS и HIPS, требует точного контроля — перебор на 2-3 секунды превращает модель в пластичную массу. Воронежский умелец Артем Ковалев разработал точные таблицы времени для разных форм — его расчеты опубликованы на портале Habr.
Эти методы требуют вложений и практики. Но когда в прошлом месяцемагазин напротив моего дома начал продавать шлифовальных роботов за 15 000 рублей вместо 50 000, я поняла — будущее домашней постобработки уже здесь.
