蒸汽平滑是对选择性激光烧结 (Selective Laser Sintering, SLS) 3D 打印部件进行后处理的常见步骤，可改善孔隙率、降低粗糙度并优化外观和触感。通过蒸汽平滑处理，SLS 部件可以达到与注射成型部件相当的表面质量和耐用性，使其适用于最终应用。
Formlabs 与 Additive Manufacturing Technologies (AMT) 合作，在 Formlabs Fuse 1+ 30W
SLS 3D 打印机中使用常用的 SLS 粉末打印了部件并对经过蒸汽平滑后的效果进行了测试：Nylon 12 Powder、Nylon 11 Powder、TPU 90A Powder、Nylon 11 CF Powder 和 Nylon 12 GF Powder。如需了解更多信息并查看合作测试的完整结果，请下载我们的白皮书。
利用蒸汽平滑提高 SLS 3D 打印部件的表面质量：Formlabs 和 AMT 的合作研究
在本白皮书中，我们将回顾蒸汽平滑的注意事项和优点，并总结了使用 AMT 蒸汽平滑系统测试 Formlabs SLS 粉末的结果。
什么是蒸汽平滑？
蒸汽平滑是一种化学工艺，可使 SLS 3D 打印部件的表面与溶剂蒸汽接触。在此过程中，高温和溶剂蒸汽相结合，从而选择性地熔化表面，形成更光滑的密封表面。
该工艺主要改变表层，部件内部则完好无损。平滑处理的精确度由处理室中的定制条件控制，要达到所需的表面光洁度，通常采用蒸汽平滑机制造商开发的定制设置配置文件。
蒸汽平滑是一种理想方法，既可以创造光滑表面，又可以引起人们对有趣表面设计特征的注意，适用于消费品或定制医疗器械。
对 SLS 3D 打印部件进行蒸汽平滑处理的优势有哪些？
蒸汽平滑处理为 SLS 3D 打印部件增添了多种优势，包括：
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表面粗糙度和颜色均匀度：
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Formlabs 和 AMT 发现，在对使用 Formlabs SLS 粉末打印的部件进行平滑处理后，平均表面粗糙度 (Ra) 降低了约 72%－81%。
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防止细菌滋生和吸湿性：
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Formlabs 和 AMT 发现 Nylon 12 Powder 部件上的 MRSA 细菌生长减少了 60%。
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非视线应用：
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蒸汽平滑可以均匀地与部件的所有表面发生作用，包括那些无法直接观察到的表面，因此相对于其他涂层工艺类型，处理效果有显著改进。
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保持机械性能：
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AMT 与 Formlabs 发现，蒸汽平滑前后的部件机械性能仅有微小差异，这表明可以在不影响部件功能性能或结构完整性的情况下实现蒸汽平滑的优势：改善美观性和表面光洁度。
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如此定制香水瓶所示，蒸汽平滑是改善消费品表面质量和美观性的理想方法。
蒸汽平滑适用于薄壁部件，因为它对结构完整性几乎没有影响。
如何对 SLS 3D 打印部件进行蒸汽平滑处理
如果企业的 SLS 部件产量较大（尤其是最终应用部件），则可以自行购买蒸汽平滑设备。目前主要有两家公司提供蒸汽平滑设备：AMT 和 Dyemansion。这两家公司均销售蒸汽平滑硬件和耗材。这些设备的价格因尺寸、产量和材料类型而异，但起售价通常在 10 万美元左右，并提供融资选项。
不过，也有许多可靠的服务机构和外部承包商可以为 SLS 3D 打印部件提供蒸汽平滑服务。下载我们的白皮书，获取更多建议。
蒸汽平滑前的注意事项
在自行进行蒸汽平滑处理时，必须考虑设计特征和工艺参数。
蒸汽平滑配置文件
每家蒸汽平滑公司和每台机器都有各自的一套参数和溶剂用于平滑部件。最常调整的参数是温度和压力。此外，蒸汽平滑制造商会针对每种 SLS 材料制定不同的配置文件，以确保获得最佳质量效果。Formlabs 和 AMT 已经合作开发出专门针对所有 Formlabs SLS 材料的专用机器配置文件。如需获取这些专门开发的配置文件，请直接联系 AMT。
部件几何形状
部件几何形状（如壁厚和部件总体尺寸）会影响平滑过程，应在蒸汽平滑配置文件设置中加以考虑。例如，AMT 有适用于 Nylon 12 Powder 薄部件（壁厚小于 2mm）的机器配置文件和适用于 Nylon 12 Powder 厚部件（壁厚大于 3mm）的单独配置文件。
上挂或可见标记
在蒸汽平滑过程中，应将部件悬挂在金属丝架上，这就需要在一些几何结构上安装金属丝或夹子。虽然这些痕迹极小，但如需完全避免，可以考虑在 3D 设计中添加连接点，或者在生产运行时，在设计阶段就将所有部件连接在一起。
溶剂积聚
为避免溶剂蒸汽积聚在杯状结构中，建议将具有杯状结构的部件朝下悬挂，以便促进溶剂流出。或者，在可行的情况下，考虑在部件设计中取消此类特征。
安全措施和设施注意事项
AMT 为所有 PostPro SF 机器提供全面的现场准备指南，以确保蒸汽平滑系统的安装和操作符合安全标准。该指南中包含对操作人员进行重要的安全和操作培训，这是降低潜在风险的关键步骤。如需了解有关 Formlabs 和 AMT 建议的更多信息，或查看我们合作进行的表面孔隙率、抗菌特性和吸湿性测试的全部结果，请下载我们的白皮书。
蒸汽平滑的成本
蒸汽平滑的成本取决于多个因素，包括部件尺寸、使用材料、部件表面的复杂程度和部件数量。通常，蒸汽平滑的成本大致与部件尺寸和数量成正比。考虑以下示例成本场景，其中 3D 打印部件由客户打印并发送到美国科罗拉多州的服务机构 Avid Product Development 进行蒸汽平滑处理：
| 部件 | 刚性矫正鞋垫 | 护目镜框 | 表带 |
|---|---|---|---|
| 材料 | Nylon 11 Powder | Nylon 12 Powder | TPU 90A Powder |
| 模型尺寸 (mm) | 157 × 23 × 80 | 144 × 36 × 47 | 262 × 13 × 37 |
| 数量 | 50 | 80 | 50 |
| 烧结粉末成本（每个部件） | 3.98 美元 | 0.62 美元 | 2.98 美元 |
| 蒸汽平滑成本（每个部件） | 0.98 美元 | 0.49 美元 | 0.78 美元 |
| 单件总成本 | 4.96 美元 | 1.11 美元 | 3.66 美元 |
蒸汽平滑 SLS 部件的应用
许多工程师、制造商和产品设计师都依靠蒸汽平滑来提升其 SLS 3D 打印部件的外观和最终使用功能。随着 SLS 3D 打印在一系列行业和应用中日益普及，蒸汽平滑将成为 SLS 工作流程中更加不可或缺的一部分。
蒸汽平滑处理可用于优化汽车部件，比如这种柔性 SLS 3D 打印车轮固定夹。
护目镜框架在经过蒸汽平滑处理后，可以提高佩戴者的舒适度。
SLS 3D 打印矫形鞋垫经过蒸汽平滑处理后，舒适度和美观性均有所提高。
汽车组件
蒸汽平滑可用于改善汽车组件的表面光洁度和耐久性，如进气歧管、发动机盖和仪表板组件。减少水分和溶剂的吸收对于使用汽油和柴油等溶剂的汽车应用也大有助益，因为蒸汽平滑会产生密封表面，减少液体和气体的吸入。
医疗器械
SLS 3D 打印在当今医疗器械生产中得到了广泛的应用，蒸汽平滑可用于改善义肢、矫形器和医疗器械组件等部件的表面光洁度，同时还能保持基础材料的生物相容性。对于佩戴矫形设备的患者，蒸汽平滑也大大减少了他们可能感受到的表面摩擦，并降低了细菌生长的可能性。
消费品
蒸汽平滑可用于改进消费类产品的外观，如手机壳、眼镜、游戏组件和其他电子配件，可达到 A 类或 B 类表面。该工艺还能适度控制表面光泽度，提供有光泽的半哑光饰面。最后，为了达到最佳的美观性效果，可以考虑在蒸汽平滑后的部件上层表面添加涂层，例如在刚性 SLS 材料上添加 Cerakote 涂层，或者在 TPU 90A Powder 上添加 BASF Ultracur3D 涂层 F。
开始使用蒸汽平滑
正如我们白皮书中的协同测试结果所示，蒸汽平滑可以改善表面孔隙率、抗菌性能、吸湿性和美观性。
如需了解有关 SLS 3D 打印工作流程的更多信息，并讨论结合蒸汽平滑处理的 SLS 工艺是否适合您，请联系我们的团队。如需联系 AMT 购买蒸汽平滑机，请访问他们的网站。
