10種最常用的FDM 3D打印零部件后處理工藝，該選哪一種？

南極熊導(dǎo)讀：3D打印的后期處理可以改善打印件的美感，也可以改善強(qiáng)度和其他性能。大部分3D打印作品在打印后都需要進(jìn)行后期處理。本文介紹了當(dāng)前FDM打印工藝最常用的10種后處理方法，以及使用這種后處理方法之后可以達(dá)到的效果。

我們將這10種后處理方法分為兩大類："清潔和預(yù)處理 "、 "精加工"。閑話少說(shuō)，讓我們深入了解后期處理，以及如何完善你的FDM打印件吧!

清潔和預(yù)處理

清潔和預(yù)處理技術(shù)包括去除支撐和打磨等基礎(chǔ)工作。根據(jù)項(xiàng)目應(yīng)用的要求，這些技術(shù)通常是后期處理的第一步，但也可以是你所做的全部，取決于你想達(dá)到什么樣的效果。

1. 去除支撐（手動(dòng)拆除、溶解）

△干凈地去除這些支撐將是一個(gè)挑戰(zhàn)（來(lái)源：Slic3r手冊(cè)）

去除支撐物是最基本的后期處理。通常情況下，去除支撐物不需要太多努力，除非在狹小的角落或其他難以觸及的地方有支撐物。根據(jù)它們的材質(zhì)，支撐物可以是不溶性的，也可以是可溶性的（能夠溶于水或其他液體）。

不溶性的支撐物是由與主要部件相同的材料制成的。只有單個(gè)擠出機(jī)的FDM 3D打印機(jī)只能使用這種類型的支撐物，因?yàn)榱慵爸挝镉赏痪黹L(zhǎng)絲打印。移除不溶性支撐物通常是通過(guò)用手折斷它們或用鉗子剪掉。

當(dāng)然，你也可以使用雙擠出機(jī)的3D打印機(jī)，這樣就可以使用可溶支撐物。不溶性支撐物在角落位置會(huì)非常棘手，而可溶性支撐物只需將零件浸泡在水或其他液體中即可溶解，幾乎不會(huì)留下任何支撐痕跡或殘留物。在全球3D打印產(chǎn)品庫(kù)里，已經(jīng)收錄一批后處理產(chǎn)品https://product.nanjixiong.com

兩種最常見(jiàn)的可溶性支撐材料是HIPS和PVA。HIPS用于ABS，可溶于D-檸檬烯，而PVA則非常適合PLA，可溶于水。

優(yōu)點(diǎn)
✔相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易做
✔不需要太多的設(shè)備
✔可溶性支持物提供更多的設(shè)計(jì)靈活性
缺點(diǎn)
✘即使小心翼翼地拆除，支撐物也會(huì)留下痕跡
✘雖然有時(shí)在結(jié)構(gòu)上是必要的，但支撐物并不能改善零件的外觀或性能

2.打磨（砂紙）

△用砂紙打磨后表面可以變得光滑（來(lái)源：MakerBot）

除了去除支撐物外，打磨是最常見(jiàn)的后期處理形式。一般來(lái)說(shuō)，F(xiàn)DM 3D打印件會(huì)有一個(gè)略微粗糙的表面，而打磨是使表面變光滑的最簡(jiǎn)單方法。

打印后，零件的表面可能會(huì)留下一些斑點(diǎn)，或者在你去除支撐物后可能會(huì)有一些痕跡。消除這種瑕疵的理想方法是使用砂紙。最好從低粒度的砂紙（150-400）開(kāi)始，在幾個(gè)階段的打磨中向高粒度的砂紙（最高2000）移動(dòng)。

打磨的幾個(gè)關(guān)鍵技巧是濕法打磨和循環(huán)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)你打磨零件時(shí)，砂紙和表面之間的摩擦?xí)a(chǎn)生熱量，這可能會(huì)對(duì)打印的精細(xì)特征產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是對(duì)熱敏感的材料。為了避免這種情況，只需在打磨前打濕零件，以吸收任何多余的熱量。

特別是對(duì)于FDM部件，層紋很容易看到，重要的是以圓周運(yùn)動(dòng)方式打磨部件。如果你在平行或垂直于各層的情況下打磨零件，你可能會(huì)破壞零件的視覺(jué)外觀。

優(yōu)點(diǎn)
✔拋光或噴漆前的最佳預(yù)處理技術(shù)
✔很好地平滑了表面
✔所有的FDM材料都可以被打磨

缺點(diǎn)
✘可能會(huì)很費(fèi)時(shí)
✘在小的特征和細(xì)節(jié)上很難執(zhí)行
✘可能會(huì)影響尺寸的準(zhǔn)確性

3.拼接（丙酮）

△小心，不要涂抹太多丙酮  (來(lái)源：The Lucky Needle via YouTube)

如果你想用ABS來(lái)3D打印一個(gè)大的物體，但你的3D打印機(jī)的構(gòu)建體積太小，拼接是你的完美解決方案。

在FDM 3D打印中，拼接是指使用丙酮連接ABS部件。丙酮有融化ABS的能力，所以這意味著ABS部件可以用丙酮拼接來(lái)連接。

這個(gè)過(guò)程相當(dāng)簡(jiǎn)單，在你想 "膠合 "的部件上涂抹一點(diǎn)丙酮。這將使塑料略微融化，這時(shí)，將另一個(gè)部件貼在融化的邊緣，將它們拼接在一起。

優(yōu)點(diǎn)
✔比其他連接方法更牢固
✔價(jià)格低廉
✔所需技術(shù)水平低

缺點(diǎn)
✘如果使用過(guò)多的丙酮，整個(gè)零件可能會(huì)被毀壞
✘拼接部分的強(qiáng)度不如零件的其他部分
✘只有ABS可以用丙酮進(jìn)行拼接

4.膠合劑（膠水）

△涂上膠水后會(huì)緊緊地固定住（來(lái)源：Geeetech）

雖然拼接是合并多個(gè)3D打印部件的好方法，但它只適用于用ABS打印的部件。幸運(yùn)的是，用其他材料制作的3D打印件仍然可以通過(guò)膠水連接。與拼接類似，這通常用于由于打印機(jī)的尺寸限制而無(wú)法單件打印的情況。

PLA和PETG是可以使用超級(jí)膠水等粘接劑。

優(yōu)點(diǎn)
✔可與常見(jiàn)的絲材（PLA、PETG）一起使用
✔價(jià)格低廉
✔不耗費(fèi)時(shí)間

缺點(diǎn)
✘不像拼接那樣牢固；部件在膠合點(diǎn)上很脆弱
✘可能會(huì)很亂

精加工
精加工技術(shù)是3D打印后期處理的最后一步。常用的方法包括在FDM 3D打印件上進(jìn)行噴漆、平滑、拋光和浸漬等技術(shù)。通過(guò)應(yīng)用這些技術(shù)，你將能夠消滅層紋，并創(chuàng)造盡可能光滑的表面。甚至讓人完全看不出你的零件是由3D打印機(jī)打印出來(lái)的!

5. 噴漆（模型漆）

△噴繪3D模型是一項(xiàng)混亂的工作 (來(lái)源: Fabbaloo)

打底是一種后期處理技術(shù)，用于為噴漆做準(zhǔn)備。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在零件上涂上底漆或噴底漆，作為后面要涂的油漆的底層。

在涂抹底漆之前，最好先用低檔砂紙和中檔砂紙打磨你的部件。這樣可以去除層紋并使表面光滑。打磨完后，涂上兩層底漆。

底漆晾干之后，就可以開(kāi)始用刷子或噴霧給你的3D打印件上色。如果你想噴出鮮明的顏色，使用遮蔽膠帶是一個(gè)完美的解決方案。

底漆和噴漆最好在通風(fēng)良好的地方或戶外進(jìn)行，同時(shí)戴上口罩，以避免吸入人體。

優(yōu)點(diǎn)
✔增強(qiáng)了零件的外觀和感覺(jué)
✔提供一個(gè)光滑的表面
✔適用于所有FDM材料

缺點(diǎn)
✘相對(duì)來(lái)說(shuō)比較耗時(shí)
✘由于所需的設(shè)備（油漆、噴霧劑、砂紙、防毒面具和刷子），成本可能很高
✘需要一些技能來(lái)達(dá)到很好的效果

6.表面平滑化（丙酮）

△丙酮能使某些材料上的層紋消失（來(lái)源：Sink Hacks）

平滑化是一種流行的后處理技術(shù)，特別是對(duì)ABS材料打印的模型。丙酮有能力融化ABS，從而使零件表面的層紋變得光滑。

最簡(jiǎn)單的方法是將丙酮倒入一個(gè)大容器中（可以是塑料的，但建議使用玻璃的），然后將你的打印件放在丙酮上面的平臺(tái)上。關(guān)閉容器的蓋子10-20分鐘，使蒸汽能夠融化零件的外層。如果你希望蒸汽能從容器中排出，需要提前對(duì)蓋子鉆幾個(gè)孔。

如果你沒(méi)有合適的容器，你可以用刷子將少量的丙酮涂在3D打印件的表面。但是需要注意的是，丙酮是高度易燃的，而且會(huì)爆炸。因此，在進(jìn)行這兩個(gè)過(guò)程時(shí)，應(yīng)遵循適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。即使只是煙霧，如果吸入也是有害的，會(huì)造成刺激并使人中毒。需要始終在通風(fēng)良好的地方工作，確保戴上手套和口罩。

至于聚乳酸PLA，不能用丙酮進(jìn)行平滑處理，因?yàn)樗粫?huì)融化丙酮，甚至可能使整個(gè)打印件變成 "膠狀"，從而破壞它。PLA可以用THF或MEK等化學(xué)品進(jìn)行平滑處理，但其結(jié)果不會(huì)像丙酮平滑ABS那樣好。

如果你有一些用PVB長(zhǎng)絲制作的3D打印件，你可以用異丙醇來(lái)進(jìn)行平滑處理。

優(yōu)點(diǎn)
✔表面光滑和有光澤
✔丙酮相對(duì)便宜
✔快速實(shí)現(xiàn)

缺點(diǎn)
✘丙酮平滑處理只適用于ABS打印件
✘尺寸精度可能會(huì)受到影響
✘對(duì)于較大的打印件有變形的風(fēng)險(xiǎn)

7.拋光（拋光機(jī)）

△經(jīng)過(guò)精美拋光的3D打印相機(jī)外殼（來(lái)源：juresnip via YouTube）

這種3D打印的后期處理技術(shù)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)最平滑的表面。拋光3D打印件可以用塑料拋光機(jī)和工具來(lái)完成，幾乎每個(gè)五金店都有。一塊超細(xì)纖維布和一個(gè)塑料拋光機(jī)就是你所需要的。

在對(duì)一個(gè)零件進(jìn)行拋光之前，需要先對(duì)零件進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇蚰ィ米罴?xì)的砂紙進(jìn)行拋光。打磨后，沖洗你的零件，并確保沒(méi)有顆粒留下。如果你使用的是布，將拋光機(jī)涂在打磨過(guò)的部件上，并以圓周運(yùn)動(dòng)的方式移動(dòng)布，直到你對(duì)結(jié)果感到滿意。

優(yōu)點(diǎn)
✔產(chǎn)生光滑如鏡的表面
✔價(jià)格低廉

缺點(diǎn)
✘尺寸精度可能會(huì)受到影響
✘需要適度的技術(shù)水平

8.水轉(zhuǎn)印

△用水轉(zhuǎn)印制作的酷炫圖形讓你的3D打印作品脫穎而出（來(lái)源：Adafruit)

雖然通常大規(guī)模地用于工業(yè)產(chǎn)品，但小規(guī)模的水轉(zhuǎn)印可以很容易地應(yīng)用于3D打印部件，使其看起來(lái)非常漂亮。水轉(zhuǎn)印是使用特殊的水轉(zhuǎn)印紙將設(shè)計(jì)的圖案應(yīng)用于固體物體的過(guò)程。這種紙的一面由PVA制成，用噴墨打印機(jī)將圖形印在上面。

首先找一個(gè)足夠大的容器來(lái)容納你的部件，并在其中注入熱水。去掉紙的背面，這樣你就只剩下印有圖形的透明PVA。小心地把它放進(jìn)水里，等PVA溶解后，你的圖形就會(huì)自己漂浮起來(lái)。

然后，以45度角將部件慢慢浸入圖形中。你可以用一只手握住它，也可以用一根棍子，以便能夠從遠(yuǎn)處工作。一旦零件被完全浸沒(méi)，搖晃幾下，你就可以把完成的零件從容器中拉出來(lái)。

水轉(zhuǎn)印只用于提高物體的美感，不改變手感或任何尺寸屬性。然而，你可以在零件上添加的圖形的可能性是無(wú)限的，所以這是使你的3D打印作品引人注目的最佳方法之一。

優(yōu)點(diǎn)
✔保持了尺寸的準(zhǔn)確性
✔完全的設(shè)計(jì)自由
✔適用于所有材料

缺點(diǎn)
✘紙張轉(zhuǎn)移可能很昂貴
✘需要進(jìn)行一些嘗試來(lái)獲得執(zhí)行這種技術(shù)的感覺(jué)
✘不能抵御劃痕或其他表面損傷

9.環(huán)氧樹(shù)脂涂料

△雖然表面光滑有光澤，但仍然可以看到層紋（來(lái)源：MatterHackers)

環(huán)氧樹(shù)脂涂層可以提高你的3D打印件的強(qiáng)度，但它也可以密封打印件的多孔部分，并作為一個(gè)保護(hù)層。環(huán)氧樹(shù)脂涂層由兩種不同的化學(xué)品組成：環(huán)氧樹(shù)脂本身和固化劑。

當(dāng)你購(gòu)買環(huán)氧樹(shù)脂涂層應(yīng)用的化學(xué)品時(shí)，你選擇的品牌會(huì)提供混合說(shuō)明。硬化劑和樹(shù)脂的比例必須正確，以達(dá)到良好的效果，否則你可能最終得到一個(gè)永遠(yuǎn)不會(huì)干的涂層，你準(zhǔn)備好混合物之后，就可以把它涂在3D打印的零件上了。

我們建議使用泡沫涂抹器或海綿來(lái)涂抹涂層。當(dāng)你做完第一層后，讓部件干燥，然后用1000或2000級(jí)的砂紙打磨。完成后，你就可以涂抹第二層也是最后一層環(huán)氧樹(shù)脂了。

如果你想嘗試一下環(huán)氧樹(shù)脂涂層，有一些3D打印專用的環(huán)氧樹(shù)脂涂層產(chǎn)品，如XTC-3D。

優(yōu)點(diǎn)
✔提高零件的強(qiáng)度
✔增加了一個(gè)耐用的保護(hù)層

缺點(diǎn)
✘層線不會(huì)完全消失

10.電鍍

△對(duì)于需要堅(jiān)固或?qū)щ姷牟考?lái)說(shuō)，電鍍是一種很好的技術(shù)（來(lái)源：Hubs）

電鍍是一種將金屬涂層添加到其他金屬或具有導(dǎo)電表面的部件的工藝。這是一種偉大的后處理技術(shù)，可以大大改善強(qiáng)度和視覺(jué)外觀。這個(gè)過(guò)程本身一開(kāi)始看起來(lái)很復(fù)雜，但它并不像它看起來(lái)那么技術(shù)化。

電鍍基本上是將金屬涂層從一種金屬轉(zhuǎn)移到另一種金屬（或具有導(dǎo)電表面的部件）。電鍍之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，是由于一種叫做電解的化學(xué)過(guò)程。電解的兩個(gè)主要工具是一個(gè)電源（電池或整流器）和一個(gè)電解液。

電解液是一種金屬鹽（你想給你的零件涂上的金屬）、酸和水的混合物。需要有電流來(lái)啟動(dòng)陰極（連接到電源的負(fù)極）和陽(yáng)極（正極）之間的反應(yīng)。

陽(yáng)極是由你想用作涂層的金屬制成的，而要電鍍的部分則作為陰極。然后將陽(yáng)極和陰極都浸入電解液中。

電解液中的鹽含有陽(yáng)離子和陰離子（帶正電和負(fù)電的離子），它們需要移動(dòng)到陰極和陽(yáng)極以使金屬轉(zhuǎn)移。打開(kāi)電源，向電解液中加入電流，導(dǎo)致陰離子移動(dòng)到陽(yáng)極，陽(yáng)離子移動(dòng)到陰極。

比方說(shuō)，你想給你的3D打印部件涂上銅，所以你將使用的電解液是硫酸銅（CuSO4）。一旦電流開(kāi)始，Cu2+陽(yáng)離子就會(huì)移動(dòng)到陰極，并涂在你的零件上。

這個(gè)過(guò)程中最常見(jiàn)的金屬是銅和鎳，但也可以用黃銅、金、銀、鉻等材料來(lái)做。

由于3D打印的零件是塑料和非導(dǎo)電的，因此在嘗試電鍍之前，你需要對(duì)它們進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇蚰ゲ⑼可蠈?dǎo)電漆。

優(yōu)點(diǎn)
✔零件變得更堅(jiān)固，并具有導(dǎo)電性
✔如果操作得當(dāng)，尺寸精度不會(huì)受到影響
✔視覺(jué)外觀得到改善

缺點(diǎn)
✘需要較高的技術(shù)水平
✘如果你不戴安全設(shè)備（手套和眼鏡），可能會(huì)有危險(xiǎn)


以上就是FDM 3D打印零部件最常用的10種后處理工藝，主要是針對(duì)高分子塑料件，F(xiàn)DM 打印的金屬件的后處理工藝并未納入其中。讀者可以根據(jù)自己想要達(dá)到的效果，來(lái)選擇使用哪種后處理工藝。


編譯自：all3dp