Варим кашу из ABS
Рисунок 1 — Калибровочные кубики
Как известно, ABS пластик хорошо поддается механической и химической постобработке. С первой все более менее понятно, размер зерна обратно пропорционален затрачиваемым усилиям и числу новообразованных мозолей. Чтобы довести поверхность нулевой наждачкой до гладкого состояния нужно изрядно попотеть. При обработке простых квадратно-подобных моделей, можно воспользоваться шлифовальной машинкой. Важно правильно выбрать скорость, потому что при нагреве ABS пластик подплавляется. Так или иначе, сочетание напечатанной детали, терпения и наждачки медленно превращается в изделие достойного вида. А какие преимущества можно получить от химического способа обработки?
Несколько лет назад мы с коллегой обсуждали этот вопрос. Тогда, в качестве доказательств Серега напечатал два кубика, один остался как есть, а второй подвергся крещению в ацетоне. Да, метод вполне рабочий, но требует некоторой сноровки. Простое погружение детали в ацетон не даёт нужного эффекта гладкости, и вместо волокон получаются волны. В случае обработки поверхности кистью, неизбежно образуются разводы. Тогда были высказаны идеи о размещении модели в парах растворителя, за счет подогрева оного. Предполагалось, что модель должна крутиться, а пары циркулировать в замкнутой трубе.
В очередной раз столкнувшись с визуальной убогостью напечатанных корпусов я вспомнил наш разговор и решил провести несколько экспериментов в данном направлении. Но перед тем, как городить установку для обдува ацетоновыми парами, лучше в некотором приближении провести исследование, используя подручные средства. Считаю, что кухонная мультиварка идеально подходит для обозначенной задачи. К большому удивлению, по запросу «ABS пластик в мультиварке», поисковая система практически не выдала релевантных результатов (чего не скажешь про кота в микроволновке). Намного чаще в мультиварках пластик сушится, а для постобработки используются кастрюли, банки и прочие хозяйственные ёмкости. В общем, вооружившись мультиваркой, захотелось повторить достижения первопроходцев и набить руку на собственном опыте.
Для эксперимента понадобится следующий набор: проветриваемый балкон, огнетушитель, средства индивидуальной защиты (маска, очки, перчатки), мультиварка, ацетон. Именно в таком порядке! Автор не несет ответственности за читателя, который вдохновившись идеей будет проводить опыты на кухне с маминой посудиной. Давайте бережно относиться к материальным ценностям и единственной жизни (если вы не индус, конечно). Перво-наперво СОЗДАЕМ БЕЗОПАСНЫЕ УСЛОВИЯ ТРУДА.
Рисунок 2 — Обеспечение безопасности экспериментов
Использовать любимую мультиварку, в которой вы готовите гречневую кашу также не следует. На Авито продаётся огромное количество видавших виды мультиварок, как правило с одной проблемой — изношенной антипригарной чашей. Но мы же собираемся парить, а не жарить. Мой экземпляр обошелся в 900 рублей, совершенно рабочий прибор, снаружи сохранивший товарный вид. Я провел несколько экспериментов с водой, чтобы понять степень нагрева и испарения жидкости. Пришёл к выводу, что обычного режима «ПОДОГРЕВ» вполне достаточно.
Вспомнив народные поговорки про блины и троицу напечатаем несколько опытных корпусов из натурального ABS пластика. Любая новая деятельность предполагает большую неопределенность результатов. Лучше изначально морально настроиться на провал, а потом сыграть роль эксперта «Ну я большего и не ждал…» или роль удивленной публики «Что тут скажешь, приятно удивлен…». После печати все детали слегка очищаем наждачной бумагой с крупным зерном. Таким способом общая ребристость поверхности уменьшилась, но волокна, оставленные принтером по-прежнему видны.
Рисунок 3 — Подготовленная для обработки модель
Приступаем к делу, наливаем небольшое количество ацетона, буквально 20…50 мл, чтобы закрыть дно чаши. Мною использовался ацетон «ЯСХИМ», ГОСТ 2768–84. Корпус размещаем на пластиковом дуршлаге для готовки на пару (идет в комплекте с мультиваркой). Ставим режим подогрева и периодически проверяем состояние деталей. Помешивать модель и пробовать на вкус не требуется, только визуальный осмотр.
Рисунок 4 — Деталь размещена в дуршлаге мультиварки
Спустя пару минут после включения подогрева появился сильный запах испаряющегося ацетона. Разогретые пары мгновенно распространились по балкону, несмотря на открытое окно. Респиратор и очки являются не желательными, а обязательными средствами индивидуальной защиты. Допускаю что частицы пара меньше ячеек фильтра и респиратор не особенно спасёт, зато очки предохраняют глаза от потенциального попадания брызг. Мультиварку с ацетоном можно в некотором приближении рассматривать как первую ступень парового двигателя. При нагреве в чаше мультиварки образуется повышенное давление, которое стравливается через клапан.
Порадовало то, что пластик дуршлага оказался химически устойчивым к парам ацетона. А вот модель примерно через 5 минут проявила очевидные признаки текучести. После извлечения деталей и их беглого изучения стало ясно, что время приготовления следует уменьшить. Второй корпус размещаем на дуршлаге в разобранном состоянии. В процессе химической обработки детали сильно слипаются, а опасения того, что корпус потом не собрать оказались беспочвенными. Скорее наоборот, слипшиеся детали, аналогично макаронами, потом не разъединить. Через 3 минуты при помощи пинцета достаем обе части корпуса. К этому времени в чаше практически закончился ацетон, и метал достаточно сильно нагрелся. Принято решение загрузить в дуршлаг третью модель не включая режима нагрева. Но увеличим время обработки до 7 минут.
Проанализируем результаты. Третья деталь, обработанная в остатках паров, практически не изменилась. Т.е. важна как длительность обработки, так и концентрация пара. Первый корпус передержан, детали слиплись. Второй экземпляр вышел явным победителем. С одной стороны он не слишком растекся, с другой проявил необходимый эффект гладкости поверхности.
Рисунок 5 — Результаты обработки деталей в парах ацетона
Еще раз фото корпуса, выдержанного в парах ацетона 3 минуты. Потемнения и вкрапления изначально присутствовали в пластике. Корпуса напечатаны на заказ, из-за чего образовались потемнения сказать затрудняюсь. Но поскольку детали впоследствии красятся, это не важно. Главное — состояние поверхности. Она блестит на фото и ещё лучше блестит в живую. Что тут скажешь, приятно удивлен…
Рисунок 6 — Достижение эффекта блеска
У описанного способа обработки есть особенности. Вред для здоровья, риск возникновения пожара, это первое и второе. Но я скажу про третье. После воздействия паров ацетона на пластике образуется тонкая полупрозрачная плёнка, её толщина пропорциональна времени воздействия пара. В отличии от исходной детали эта самая плёнка механически не прочна и прекрасно поддается ковырянию ногтем. На затвердевание пленки требуется около 30 минут. Поэтому при съеме деталей нужно быть очень аккуратным, иначе вся работа может пойти коту под хвост. Желательно удерживать модели за счёт внутренних поверхностей, если такая возможность имеется. В остальном описанный метод кажется привлекательным. Когда речь идет о небольшой доводки корпуса до блестящего состояния, постобработка в парах ацетона вполне хороша. Главное сперва потрудиться с наждачной бумагой, от качества первичной обработки будет существенно зависеть итоговое состояние поверхности.
P.S. Есть вероятность, что эта публикация простимулирует спрос на старые мультиварки. Надеюсь, что наравне с этим возрастет спрос на огнетушители, защитные очки и маски. Соблюдайте повышенные меры предосторожности при работе с легковоспламеняющимися веществами. А если описанный метод вам не понравится, то использованную мультиварку не пытайтесь продать повторно.
Ресурсы:
1. О простых вещах-сложно. Письмо химика 3D-печатнику;
2. Как сгладить слои: обрабатываем ABS ацетоном;
3. Обработка распечатанных 3D-моделей;
4. Мелкосерийное производство корпусов 3D-печатью: придаем «заводской» внешний вид.
