在3D打印的后處理階段中會使用到了許多不同的方法陈伪，這些方法根據(jù)所使用的技術(shù)而有所不同，例如除粉钩乍、支撐去除和著色等呼猪。此外画畅，增材制造領(lǐng)域還有另一種不可忽視的后處理方法——3D 打印零件的熱處理。
熱處理可以采取多種形式宋距，具體取決于所需的結(jié)果轴踱、使用的材料和首選技術(shù)，主要包括燒結(jié)乡革、金屬退火寇僧、固化和熱等靜壓摊腋。這種類型的后處理有一個明確的目標：減少 3D 打印零件的內(nèi)應(yīng)力并提高其機械性能沸版。根據(jù)所選擇技術(shù)的不同會獲得不同的結(jié)果，但最終目的是減少打印過程中可能出現(xiàn)的殘余應(yīng)力。
△一系列設(shè)備可用于增材制造中的熱處理（照片來源：Markforged）
在增材制造中视粮，所生產(chǎn)的零件會受到不同溫度的影響细办，并經(jīng)歷不同程度的加熱和冷卻階段，這取決于所選擇的打印工藝胃磷。這些階段會直接影響零件认施，導(dǎo)致零件積累殘余應(yīng)力。因此裤困，打印后的熱處理至關(guān)重要多蜕，不僅可以消除這些殘余應(yīng)力，還可以影響零件的機械特性巡雄，如抗彎強度嘀回、延展性和最終硬度。我們著眼于不同的熱處理方法以及它們的作用夹宏。
燒結(jié)蜜裸，金屬和陶瓷的關(guān)鍵后處理步驟
燒結(jié)是一種可以用于增材制造的熱處理方法之一。請注意檩耕，燒結(jié)更多地是制造過程中的一步沧气，而不是獨立的后處理方法。事實上蜒鸣，在使用粘結(jié)劑噴射或間接三維打印時牍懂，燒結(jié)是強制性的。后者指的是使用包含金屬顆粒的塑料絲的方法桐愉。
通過燒結(jié)打印后獲得的生坯财破，可以去除粘合劑并將金屬顆粒固化在一起。為了實現(xiàn)這一點从诲，需要一個燒結(jié)爐：將溫度升至略低于所用材料的熔點左痢。該技術(shù)去除了原始粉末顆粒，減少了零件的孔隙率并增加了其硬度系洛。它主要用于金屬或陶瓷粉末俊性。
考慮到最終零件的收縮現(xiàn)象。在燒結(jié)過程中描扯，材料顆粒結(jié)合在一起并取代粘合劑定页，從而減小了原始零件的尺寸。這一減少幅度約為 15% 至 20%绽诚。
聚合物 3D 打印零件的固化典徊、熱處理
下面要討論的是聚合物的增材制造，聚合物零件需要使用到一種特殊的熱處理技術(shù)恩够，以提高其最終性能卒落。這就是固化枝徙，主要用于樹脂3D打印。
樹脂由幾種在液態(tài)時不結(jié)合在一起的單體組成顺丸。當暴露于紫外線源時饺焕，這些相同的單體結(jié)合在一起形成所需的部分。然而短即，打印后什氮，某些區(qū)域不會實現(xiàn)最佳交聯(lián)，從而有損害打印組件整體強度的風(fēng)險宜抓。這有可能是固化階段最有趣的地方舟道，因為它有可能產(chǎn)生各類交聯(lián)模式。
△固化是樹脂 3D 打印零件的常見熱處理方法（照片來源：Formlabs）
零件制作完成后矫第，將對其進行清潔扁奔，以去除多余的非光聚合樹脂和打印支撐物。然后可以將零件放置在合適的機器中虎资。通常暖谚，3D 樹脂打印機制造商會提供自己的固化站，例如 Formlabs 及其 Form Cure 解決方案卷雕。這是一個紫外線室节猿，可硬化打印部件并賦予其最終特性。這降低了脆弱性和破損風(fēng)險漫雕。固化還可以固定樹脂的顏色滨嘱，使其處理起來更安全。
固化的結(jié)果是零件更加耐用浸间，這在許多領(lǐng)域都至關(guān)重要太雨。所使用的樹脂類型和零件尺寸等因素將直接影響該熱處理階段。通常情況下魁蒜，零件越大囊扳，硬化所需的時間就越長。這是您的制造過程中需要考慮的一個因素兜看。
3D 打印熱處理方法——退火
基于退火的熱處理方法涉及將 3D 打印部件暴露在一定溫度下锥咸，根據(jù)所使用的材料，熱量可以更高或更低细移。加熱后搏予，逐漸冷卻以增加其強度。該技術(shù)廣泛用于金屬弧轧，也用于玻璃隧渠。有些塑料也可以退火，例如PLA和PETG跃览。對于其他熱塑性塑料元八，例如ABS更扰，退火是不合適的，因為熱量會導(dǎo)致翹曲肘蜘。
△一些熱塑性塑料與退火兼容，使其能夠用作熱處理方法（照片來源：UltiMaker）甩芦。
但它究竟是如何運作的呢讽空？具體而言，退火是將材料加熱到高于其結(jié)晶溫度但低于其熔點的溫度练歇。對于聚合物楞盼，這將使分子重組，從而提高最終部件的穩(wěn)定性蔑枣。對于金屬锄镜，退火允許晶粒通過再結(jié)晶而尺寸增大。
在這兩種情況下仿吞，退火的持續(xù)時間都會影響最終零件的結(jié)構(gòu)：暴露在熱量下的時間越長滑频，其結(jié)構(gòu)變化就越大。例如唤冈，塑料部件在退火后會變得更小峡迷，因為熱量會加速其收縮。這是設(shè)計零件時需要考慮的重要一點你虹。請注意绘搞，3D 金屬打印中的退火可提高所創(chuàng)建零件的延展性和強度。該技術(shù)特別適用于鋼材傅物。
金屬熱處理方法
接下來將介紹一些專門用于金屬的熱處理方法夯辖。第一種是熱等靜壓 (HIP)。它結(jié)合了非常高的溫度和等靜壓惰性氣體壓力董饰，當同時應(yīng)用時蒿褂，可以增加零件的密度和強度。具體來說卒暂，該部件被封閉在高壓安全殼中并暴露在這種熱/壓力組合下贮缅。這消除了所有內(nèi)部空隙和殘余孔隙。該技術(shù)也可與陶瓷材料兼容疫题。
△HIP 槽安裝在 3D 打印部件的頂部（照片來源：Bodycote）焕鲸。
3D 打印的金屬部件也可以通過淬火來強化：這需要將部件加熱到非常高的溫度，然后快速冷卻韧似。這將對部件的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響落寡。淬火通常需要使用液體來冷卻零件。現(xiàn)在還有許多其他熱處理方法與增材制造兼容浊笤，但此處列舉的并不詳盡痒仆。但您現(xiàn)在對可用技術(shù)及其重要性有了一個很好的概述揣蒿！還有一點，就是不要忘記從設(shè)計階段就考慮某些參數(shù)豪服，例如零件收縮率刨德。
