SLA 和 SLS 3D 打印部件的 Cerakote 陶瓷涂层指南

陶瓷涂层可为各种材料增添性能和外观优势。陶瓷涂层部件固有的耐化学腐蚀性和耐高温性使其成为了各行各业的理想选择；例如在汽车和航空航天应用中，此类部件可以耐受极端环境；在消费品行业中，此类部件可以满足其对卓越表面性能的需求。

本白皮书将介绍如何通过 Cerakote 工艺为立体光固化 (SLA) 和选择性激光烧结 (SLS) 3D 打印部件添加涂层，其中 Cerakote 工艺是由 NIC Industries 开发的一种陶瓷涂层。

按照传统，Cerakote 涂层部件大多由金属制成，但随着 3D 打印技术在严苛工况中的应用日益广泛，Cerakote 涂层塑料逐渐成为金属部件之外更加便捷、经济的选择。Cerakote 涂层部件的耐高温性和耐化学腐蚀性对 3D 打印部件的影响尤为显著。塑料 3D 打印部件对紫外线照射敏感，照射时间越长（例如在户外最终应用中）越容易降解。只需添加一层 Cerakote 涂层，就能完全遮蔽部件以免其进一步接触紫外线，从而使用户能够利用 3D 打印部件的设计自由度，将其用于以前因环境恶劣而无法实现的应用，如汽车和运动器材行业中部件暴露在自然环境中的应用。Cerakote 涂层还能密封和平滑部分表面孔隙，增强 SLS 3D 打印尼龙等性能优异的材料，同时改善其美观性、耐化学腐蚀性和耐高温性。

将 Cerakote 涂层与 3D 打印技术相结合，能够通过更高的设计自由度和定制化程度创造更多应用机遇。采用传统工艺制造的金属部件可能具有紫外线稳定性，但缺乏增材制造技术所具有的设计自由度。3D 打印技术可提供出色的设计灵活性和定制能力，但不具备传统制造技术的弹性。将这两种工艺进行结合可为工程师、设计师和制造商提供更多机会，使他们能够按需生产或是小批量生产坚固、美观且耐用的部件，从而增强制造系统的可持续性。

制造 Cerakote 涂层部件的一种方法是由经认证的涂覆商为您的部件施用涂层。作为一种实验流程或一次性应用的概念验证过程，该工艺的外包成本较低，且可以快速完成。Cerakote 拥有遍布全球的认证涂覆商网络。您还可根据认证涂覆商可接受的工作类型（在本例中为 3D 打印部件）在数据库中进行筛选。

目前，NIC Industries 正在面向希望在公司内部使用 Cerakote 工艺的人群，以不同的价格出售适用于不同工作流程的推荐设备套餐。其中，价格最昂贵的一项支出就是必须配备的喷漆室；对于考虑使用 H 系列和 Elite 涂层的客户，还需要额外购买后固化炉。对于希望大批量生产 Cerakote 涂层部件的客户，NIC Industries 则为其提供了多功能机器人平台，用于帮助其提高日产量。

在实现 Cerakote 内部涂覆时，您只需购置所需设备并进行适当测试，而后即可直接使用 HVLP 喷枪涂覆涂层。您可以制作 3D 打印夹具、固定装置和遮蔽工具，以确保在操作和处理复杂几何形状时涂层始终全面、均匀和完整。

遮蔽是指在喷漆或表面处理过程中覆盖部分部件，该过程既耗时又费力。对于已将 Cerakote 机器人集成到其工作流程中的企业而言，使用胶带手动遮蔽部件已经成为了产量的制约因素。3D 打印遮蔽工具可反复使用，并能针对每个部件专门设计，因此只需几秒钟就能安装和移除遮蔽工具。借助 3D 打印技术，遮蔽操作不再是大批量生产 Cerakote 涂层部件的瓶颈。SLA 和 SLS 打印的遮蔽工具设计简单、可批量打印，并能在完成表面处理后轻松移除。

涂层工艺的效果和成品部件的性能取决于涂层与部件之间的附着力。进行多种化学测试不仅可以确保附着力适当，还能保证特定基材和涂层的组合能够承受严苛的环境。这些应用环境可能会涉及到汽车发动机部件，其中柴油等腐蚀性物质会降低金属和塑料部件的质量。NIC Industries 自行进行了诸多此类测试，用户在尝试进行测试之前应该参考相应测试结果。

立即下载 Cerakote 白皮书，获取完整的测试结果。

对于在外观和机械方面有严格要求的最终应用来说，将 SLS 3D 打印部件和高性能陶瓷涂层相结合是一种理想的解决方案，也是批量生产和大规模定制生产中可替代注射成型的高性价比方案。

通过使用 Formlabs Fuse 系列 SLS 3D 打印机打印并由 Cerakote 涂覆的样品部件，我们将了解小批量生产成品 Cerakote 涂层消费品的材料和人工成本。

^{*根据经认证的涂覆商每小时 75 美元的加工费率计算，使用 Cerakote 机器人涂覆平台可大幅降低这一成本。Fuse 1+ 30W 可在 24 小时 27 分钟内生产 36 个 VR 遥控器组件（36 个顶部和 36 个底部部件），因此可在一周内生产 200 多个部件。}

随着当今利用 3D 打印技术制造部件的需求与日俱增，Cerakote 涂层可以进一步扩大增材制造技术在更多行业和应用中的积极影响。在一些应用中，3D 打印塑料部件的制造成本可能较低，但强度不够，而 Cerakote 涂层可以提高拉伸模量。附加的耐高温性和耐化学腐蚀性进一步拓宽了 3D 打印的应用范围。

汽车制造商已经开始将 3D 打印纳入他们的工作流程，以减轻传统加工部件的重量、保护供应链、提供定制产品，并通过经济快速地制造夹具、固定装置和维修部件来降低成本。

现在，通过简单的 3D 打印技术和 Cerakote 涂覆工作流程，部件可以承受更高的温度和更多的紫外线照射，从而实现更广泛的成品应用。无论是定制一次性豪华车还是功能性原型车辆，Cerakote 涂层 3D 打印部件都可以用于制造发动机和外饰。

如果您有兴趣详细了解 Cerakote 涂层以及如何将其应用于增材制造部件，请联系我们的专家。