黑馬創(chuàng)客 3D打印對(duì)象拋光出新招

有這么一匹黑馬創(chuàng)客，他的3D打印成品拋光別出新裁。用超聲波霧化丙酮來(lái)為3D打印對(duì)象拋光.ok,在這之前，來(lái)想想身邊的超聲波應(yīng)用。比如，你去專業(yè)眼鏡店洗眼鏡，用的就是超聲波洗鏡，比你用抹布擦拭可是強(qiáng)N倍哦。這就是典型的超聲波應(yīng)用。同理，本文要介紹的黑馬創(chuàng)客，就是根據(jù)這個(gè)原理，來(lái)對(duì)3D打印對(duì)象進(jìn)行拋光的，只不過(guò)用的是超聲波霧化丙酮來(lái)實(shí)現(xiàn)。黑馬就是黑馬，能舉一反三的應(yīng)用到3D打印上面，贊。具體內(nèi)容，請(qǐng)往下看。

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在觀賞正文之前，先來(lái)個(gè)超聲波知識(shí)的普及：

什么是超聲波？(源自百度百科)

超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大于人的聽(tīng)覺(jué)上限而得名。

科學(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲(Hz)。我們?nèi)祟惗淠苈?tīng)到的聲波頻率為20Hz-20000Hz。因此，我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱為“超聲波”。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1兆赫茲-30兆赫茲。

理論研究表明，在振幅相同的條件下，一個(gè)物體振動(dòng)的能量與振動(dòng)頻率成正比，超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率很高，因而能量很大.在中國(guó)北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動(dòng)會(huì)使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，就可以增加室內(nèi)空氣濕度，這就是超聲波加濕器的原理。如咽喉炎、氣管炎等疾病，很難利用血流使藥物到達(dá)患病的部位，利用加濕器的原理，把藥液霧化，讓病人吸入，能夠提高療效。利用超聲波巨大的能量還可以使人體內(nèi)的結(jié)石做劇烈的受迫振動(dòng)而破碎，從而減緩病痛，達(dá)到治愈的目的。超聲波在醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用非常廣泛，可以對(duì)物品進(jìn)行殺菌消毒。

ok,看完簡(jiǎn)介，咱們看黑馬創(chuàng)客怎么實(shí)現(xiàn)為3D打印對(duì)象拋光的。

使用桌面3D打印機(jī)打印出來(lái)的物品表面往往會(huì)出現(xiàn)一圈圈的紋路，這是該熔融沉積成型（FDM）技術(shù)本身所固有的特點(diǎn)。為了使其表面顯得更加光滑一點(diǎn)，很多3D打印愛(ài)好者在使用ABS材料打印完畢之后，往往會(huì)使用丙酮蒸汽對(duì)其進(jìn)行表面處理，消除其中的紋路。

丙酮是一種很容易在市場(chǎng)上買到的溶劑，它總體上比較安全，而且效果比較好，當(dāng)其與ABS對(duì)象接觸時(shí)，很容易就會(huì)溶解其表面的紋路，使其看上去比較光滑閃亮。這個(gè)過(guò)程如果完成得好的話，會(huì)讓您輕而易舉地?cái)[脫FDM 3D打印技術(shù)所固有的層線。

不過(guò)，需要注意的是，盡管丙酮總體上比較安全，但它仍然是一種化學(xué)溶劑，接觸過(guò)多的話仍然會(huì)引起人體的不良反應(yīng)，比如頭疼等。而且其拋光處理效果往往會(huì)出現(xiàn)表面效果不一致，過(guò)度暴露在丙酮蒸汽中導(dǎo)致一些打印細(xì)節(jié)也會(huì)被溶解掉等。甚至有些3D打印愛(ài)好者警告稱如果丙酮蒸汽接觸到太多熱量的話有可能爆炸。

針對(duì)這些情況，來(lái)自科技博客 EngineerDog的Mike發(fā)明了一種被他稱為超聲霧化3D蒸汽拋光機(jī)（Ultrasonic Misting 3D Vapor Polisher）的裝置來(lái)改進(jìn)使用丙酮拋光3D打印對(duì)象存在的問(wèn)題。

盡管聽(tīng)上去十分高大上，但實(shí)際上Mike的這個(gè)裝置是將一臺(tái)普通的超聲波加濕器、一個(gè)丙酮存儲(chǔ)容器和一個(gè)罐子（作為處理3D打印對(duì)象的蒸汽室）結(jié)合在一起做成的。它的處理原理是這樣的，超聲波加濕器通過(guò)超聲波震動(dòng)生成含有丙酮液滴的細(xì)水霧（該水霧的濃密程度可通過(guò)一個(gè)電位器來(lái)控制）。然后，借助一個(gè)小空氣泵將這些丙酮水霧吹到放置著3D打印對(duì)象的蒸汽室里。這就形成了一個(gè)基本上自動(dòng)化的系統(tǒng)，最大限度地減少了人工的參與，降低了對(duì)人體的負(fù)面影響。除此之外，在這個(gè)系統(tǒng)里，由于丙酮水霧的濃度是可控的，因此其拋光的精細(xì)度也得到了大幅提升。

如果您對(duì)該設(shè)備感興趣的話，Mike在開(kāi)源硬件熱站Instructables詳細(xì)地分享了他的制作過(guò)程，整個(gè)裝置完成下來(lái)成本大約在40美元左右。不過(guò)需要提醒的是，該裝置盡管原理上非常簡(jiǎn)單，但是在制作過(guò)程中涉及到對(duì)加濕器的改造，有大量的手工活，這可不是三五分鐘就能夠完成的。

最后，值得一提的是，Mike還使用這個(gè)裝置對(duì)經(jīng)過(guò)丙酮拋光處理的3D打印對(duì)象的強(qiáng)度變化進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試（如上視頻），結(jié)果令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，與我們通常的印象相反，經(jīng)過(guò)丙酮處理后，3D打印對(duì)象的強(qiáng)度變?nèi)趿耍?shí)時(shí)上，平均來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)丙酮平滑處理的部件強(qiáng)度大約變?nèi)趿?4%。

怎么樣，這招有沒(méi)有學(xué)會(huì)這招？

本文部分內(nèi)容源于天工社

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