文/Steve Alviti

图1：水射流浆清洗（Water Jet Slurry Blaster）是从零件上去除粉末状构建材料的最佳方法之一。

随着激光增材制造技术的进步，它们正在成为越来越可行的生产和原型制作方式。激光增材制造可以同时生产多个零件并创建复杂的几何形状，与更传统的制造方法相比，具有很强的竞争力。

激光增材制造的两种主要类型目前涉及在粉末床中逐层熔化粉末（直接金属激光烧结DMLS和选择性激光烧结SLS），或者通过将粉末送入熔池或使用送丝机构（直接金属熔覆DMD）直接熔化粉末。这些工艺利用金属混合物，在零件内创建功能和美学特征。它们还可以创建由各种金属和塑料，如不锈钢、铝、镍、铜、钴、尼龙、聚醚醚酮（PEKK）和许多其他材料制成的零件。

但是，制造商通常会忽略一些核心问题，具体来说就是在构建后，直接对这些零件进行后处理。通常，将零件从制造区域中移出时，在结构中仍会有少量残留粉末。根据所采用的激光技术，零件的表面粗糙度可能是机加工零件的表面粗糙度的3-20倍。另一个问题是零件外表的美观性。为了解决激光增材制造的缺点，后处理通常是最好的解决方案。

集成后处理的类型

在进行后处理时，用户有必要确定希望后处理如何集成到生产流程中，以及每个零件需要的特定标准。将后处理系统集成到生产流程中并非易事，它应该随着所生产零件的数量、尺寸、几何形状和材料组成而确定。零件标准是每个零件应遵循的一组标准。特定的表面粗糙度、外观和没有残留的构建材料，都是可以使用后处理实现的标准的范例。按照此步骤实施，重要的是要具有可用于去除构建材料、去毛刺、抛光、清洁、电镀和染色零件的各种技术的一般知识。

去除构建材料通常是必要的，尤其是在涉及医疗植入物时，必须去除污染物，否则零件可能对患者造成致命伤害。水射流清洗是经常用于从零件表面去除构建材料的技术，而水射流浆清洗（见图1）是湿法表面处理工艺，只需一次操作即可清洁、除垢和除脂，而无需使用化学药品或溶剂。水和研磨介质的混合物通过擦洗、而不是撞击和冲击来处理零件表面。美国Bel Air Finishing Supply公司的Water Jet Blaster使用该工艺来处理零件表面（见图2），同时还提供自动化选项，只要简单地按下按钮，即可处理数批零件。

图2：该塑料部件通过打印制作，并经过水射流浆清洗处理，以去除构建材料。

对于表面改进和抛光有多种选择。一些机器使用离心力来增加介质施加在零件上的力，以实现更有效的工艺。桶式和盘式抛光机（见图3）都利用此方法更容易地一次处理数批零件。盘式抛光机是该类别中较受欢迎的选项之一，该机器具有多种尺寸，可帮助用户根据当前的生产规模进行扩展。它们还可以配备自动介质/零件分离装置。

图3：22升离心盘式抛光机，用于大批量抛光和改善激光增材制造的零件的表面。

此类别中另一项值得注意的技术是振动碗式抛光机。这些机器价格相对便宜，但是形状和大小却多种多样。它们还可以配备零件进料系统和内部零件分离功能，以进一步实现后处理的自动化。

去毛刺和抛光的第三种技术是拖曳抛光机。该技术也有多种尺寸可供选择，并且具有极快的时间周期。

零件经常有污染物、磨料和模具支撑，甚至清洗后仍有一些留在其几何形状内的构建粉末。清洁零件是去除这些残留物，并为构建零件提供最后加工的一种方法。通过超声清洗去除影响零件功能的污染物，是为染色/电镀操作准备表面的有效方法。这些清洁系统甚至可以配置在清洁、干燥和染色室中，从而加快后处理的最后几个步骤。

后处理还可以包括涂层和电镀操作，金属和塑料零件都可以从这些工艺中获得功能性和美观性的好处。这可以涉及添加金属铜、镍、银、金或钯的电镀，并且通过表面处理可以使耐久性成指数增加。涂层选项也可提供，并有多种颜色可供选择。这些涂层和表面技术还有助于为切割和钻孔设计的产品提供耐摩擦性，并增加零件的整体使用寿命。

在考虑对激光增材制造零件进行后处理时，要理解这些技术都是重要的，但是介质也起着至关重要的作用。有成千上万种具有不同磨料成分、形状、材料和应用的介质。选择合适的介质并非易事，幸运的是，与后处理专家一起工作，是缩小选择范围并选择正确类型的好方法。

像Bel Air Finishing Supply这样的公司，就知道如何根据零件的物理和化学组成选择正确的介质。他们甚至可以指出与介质一起使用的正确设备。这使得为用户的后处理选择最佳介质变得更容易，并且省去了“理解每种不同介质是如何影响零件”的麻烦。

随着制造业转向更新的生产方式，后处理正开始受到越来越多的关注。更新形式的激光增材制造具有诸多优势，但是制造商需要减轻它们的局限性带来的影响。通过后处理，可以消除或减少这些影响，以创建无缝生产流程，同时使成品零件看起来比以往更好。