Последующая обработка

Стадия последующей обработки состоит из трех шагов: удаления детали, окон чательного отверждения и отделки.

 

Удаление детали

Деталь имеете с платформой наклоняется через край, чтобы слить излишек жидкого полимера обратно в чаи. Обычно перфорированную платформу можно опрокинуть через край на опорных рычагах. Таким образом деталь можно ориентировать почти перпендикулярно ее исходному положению. После нескольких минут стекания платформа и прикрепленная к ней деталь извлекаются из сте- реодитографической машины. С детали и платформы вытирается избыток полимера, что продлевает срок службы чистящего растворителя, который будет использоваться на следующем шаге.

Далее деталь и платформа помещаются в очищающий аппарат. Популярным чистящим растворителем является тринропиленгликоль-монометиловый эфир (коммерчески известный как ТЕМ), поскольку он не дает больших искажений формы, связанных с разбуханием, если деталь погружается в него на короткое время. Для сокращения времени очистки крайне важно движение растворителя вокруг детали. Для простых деталей с плоскими поверхностями в свежем растворителе ТРМ тщательная очистка занимает менее 5 минут при непрерывном движении. Если сложную часть просто погрузить в растворитель, не обеспечивая движения, очистка может занять много часов.

Деталь, тщательно очищенную от излишков полимера, можно извлекать из растворителя. Поскольку практически во всех случаях время погружения составляет менее 1 часа, масштабы возможного разбухания должны быть пренебрежимо малы Затем платформа и деталь тщательно промываются в обычной проточной воде, чтобы удалить с них блестящую пленку ТРМ. Если эту пленку не удалить, она может замедлить окончательное отверждение поверхности на следующем шаге. После промывки платформа с деталью высушиваются в потоке сжатого воздуха низкого давления (140-210 КПа). Используя сжатый воздух, можно высушить даже самые геометрически сложные детали примерно за минуту.

Последнее, что необходимо сделать на этом шаге, - снять деталь с платформы. Оптимальный метод снятия детали зависит от характеристик используемого полимера. Обычно используются различного рода ножи с плоскими лезвиями.

 

Окончательное отверждение

На данный момент деталь еще только частично полимеризовалась. Как вы помните, лазер фотолитографической машины сканирует каждый слой только вдоль границ и но линиям решетки. Это означает, что внутренние области слоев могут затвердеть не до конца. В связи с этим производится окончательное отверждение детали, завершающее процесс полимеризации и увеличивающее итоговую механическую прочность прототипа.

Окончательное отверждение выполняется с помощью ультрафиолетового излучения в специальном аппарате. Чтобы достичь однородного окончательного отверждения полимера с минимальным повышением температуры и максимальной точностью при разумной длительности процесса, важно оптимизировать длины волн излучения отверждающего аппарата [75]. Окончательное отверждение приводит к повышению температуры внутри детали, поскольку фотополимеризация является экзотермической реакцией.

Высокая температура полимера может привести к значительным термическим напряжениям и соответствующим температурным деформациям. Эти деформации вызывают искажения формы детали на стадии окончательного отверждения, а в худшем случае и поломку детали. Таким образом, желательно найти источник излучения со значительно меньшей спектральной плотностью потока, чтобы обеспечить более медленную полимеризацию, а следовательно, более низкие температуры и меньшие термические напряжения и деформации.

Как долго должно продолжаться окончательное отверждение, зависит от особенностей геометрии детали. Для большинства деталей окончательное отверждение может занять час или два, а для деталей очень большого размера может потребоваться и десять часов. Вообще говоря, время окончательного отверждения почти всегда меньше времени изготовления детали.

 

Доводка детали

После того как деталь окончательно затвердеет, выполняют ее отделку. Если деталь должна служить лишь в качестве концептуальной модели, достаточно будет просто удалить подпорки. В случае хрупких полимеров для отламывания подпо- рок между деталью и подпорками вставляют тупой нож или шпатель.

Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить хрупкие части детали. В случае вязких полимеров можно не отламывать подпорки, а отрезать их острым ножом. В очень тонких местах могут помочь острые ножницы. Подпорки из прочных полимеров можно также удалять на станках. После удаления подпо- рок деталь подвергается легкой шлифовке, чтобы устранить оставшиеся от них следы.

Если деталь предполагается использовать иначе, например в качестве шаблона или модели для литья по выплавляемым моделям, применяется более тщательная отделка — ручная шлифовка, струйная обработка стеклянными шариками или некоторое сочетание этих двух методов.

 

 

Смотрите также