近年来，增材制造（即3D打印）发展迅猛，已从一项小众技术演变为日益普及的工业化手段，广泛应用于从原型制作到最终使用零件的生产。然而，尽管3D打印在设计自由度和定制化生产等方面优势显著，但仅凭该技术本身往往难以生产出专业品质的成品零件。通常需要借助多种后处理工艺，才能获得高质量的最终模型。这类后处理涉及多个步骤，对于改变毛坯外观、平滑表面、调整尺寸形状或延长使用寿命至关重要。
那么，3D打印中具体有哪些表面处理方法？它们各自的优缺点又是什么？下面杭州3D打印公司——麦客信息为您详细阐述。
1. 表面打磨 (Sanding)
打磨是精加工3D打印零件的常用方法，既可手动操作，也可使用自动化工具。对于3D打印件，特别是通过熔融挤出技术（如FDM）制造的零件，层纹通常非常明显。为了消除这些表面缺陷，打磨是最常用的方法之一：使用不同粒度的砂纸等磨料去除层纹，获得无瑕疵、均匀的表面。若计划在零件表面施加额外涂层，这一处理尤为必要。
打磨通常从粗砂纸开始，逐步换用更细粒度的砂纸，以获得更光滑的表面。操作时需谨慎，避免损伤模型的几何形状。此方法的缺点是难以触及零件的某些区域，尤其是小孔和凹陷部位。尽管手动打磨耗时，但市场上也提供自动打磨工具和设备。
2. 喷丸与喷砂 (Shot Peening and Sandblasting)
喷丸和喷砂是3D打印中用于金属零件（如铝合金、钢、钛、铜等）表面处理的常用技术。它们都能提升零件的强度和耐用性，但两者存在关键差异。
喷丸处理 (Shot Peening): 利用高速压缩空气将细小的金属或陶瓷丸粒喷射到零件表面。这种冲击会在零件表层产生可控的塑性变形，从而提高其疲劳强度，降低裂纹和断裂的风险。喷丸还能增强零件的耐腐蚀性以及后续涂层的附着力。
喷砂处理 (Sandblasting/Grit Blasting): 使用玻璃珠、金属砂、塑料颗粒或其他磨料喷射零件表面，以达到清洁、抛光或增加纹理的效果。与喷丸使零件外形变形不同，喷砂主要去除材料的最表层。其目的是改善零件外观、清除污垢锈蚀，并为后续涂层准备基材。
喷丸与喷砂的主要区别很简单：前者使零件表面发生塑性变形，提升其极限强度和耐用性；后者则主要使材料表层光滑，改善外观并为涂层做准备。这些后处理技术对于承受机械应力或应变的零件（如齿轮、弹簧、涡轮部件、飞机和车辆的结构件）特别有用。
2. 抛光方法：振动抛光与滚磨抛光 (Polishing: Vibratory and Tumbling)
与前述逐个处理零件的方法不同，抛光系统可同时处理多个3D打印物体，主要分为振动抛光和滚磨抛光（又称滚筒抛光）。
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两种技术都需要将3D打印零件与磨料一同放入振动容器或滚筒中。通过翻滚或振动运动产生的摩擦，使零件达到理想的光洁度。
振动抛光 (Vibratory Polishing): 通常能获得更光滑、更均匀的表面，因为振动能使磨料在零件上分布更均匀。因此，它非常适合大型零件或具有圆角但细节较少的零件。振动抛光速度相对较快。
滚磨抛光 (Tumbling/Barrel Polishing): 基于离心滚筒系统，运动较为柔和，因此更适合处理更小、更精密、更精细的零件。滚磨抛光通常需要更长时间（几小时至几天）才能达到高质量表面，具体取决于所需光洁度和所用材料。
总之，振动抛光和滚磨抛光是后处理金属和塑料零件的有效方法，但它们在运动方式、速度、表面效果以及对不同几何形状零件的适用性上存在差异。此外，混合使用不同类型磨料时需格外小心，某些组合可能导致不平衡，造成零件表面处理不均甚至损坏。
4. 蒸汽平滑 (Vapor Smoothing)
蒸汽平滑是另一种获得光滑3D打印零件表面的方法，其主要特点是能产生高光泽而非哑光效果。该工艺使用气态溶剂融化零件表层直至其均匀化。零件在蒸汽室中暴露于溶剂后，会被移入冷却室，以防止过度液化（液化指固体或气体因物理状态根本改变而直接转变为液体）。这种冷却确保仅表面熔化，从而维持物体的既定形状。
蒸汽平滑还能填充物体表面的孔隙并实现密封，使零件可用于盛装液体或气体。尽管该技术兼容多种热塑性塑料，但需注意某些材料（如聚碳酸酯（视后处理设备而定）、聚苯砜（PPSF）、ULTEM 1010和ULTEM 9085）因其可能引发有害化学反应而无法使用。
替代方案：溶剂浸渍 (Alternative: Solvent Dipping): 顾名思义，此方法是将3D打印零件浸入液态溶剂中，而非暴露于气化的化学物质。其效果与蒸汽平滑非常相似，但由于溶剂作用更快、更剧烈，保持零件尺寸精度更为困难。当零件尺寸大于蒸汽腔时，溶剂浸渍常是可行的选择。
5. 环氧树脂表面处理：涂层与浸渍 (Epoxy Resins: Coating and Infiltration)
环氧树脂是一类含有环氧基团（由两个碳原子和一个氧原子构成的三元环醚）的反应性聚合物。用于处理3D打印零件时，这类树脂能实现致密的表面效果，使零件具备密封性，并增强其耐高温和耐化学腐蚀能力。此方法非常适合需在严苛工况下运行的零件。应用环氧树脂主要有两种方式：涂层和浸渍。
环氧涂层 (Epoxy Coating): 通常手工涂敷。这种方式避免了购置昂贵设备，降低了成本，但增加了涂敷所需的时间和人力。此外，该技术更适用于小批量生产、小型零件或仅需局部密封表面的物品。然而，内部通道和凹陷等区域难以触及。对于要求精确尺寸的零件也可能不理想，因为环氧涂层会略微增加零件厚度。
环氧浸渍 (Epoxy Infiltration): 则克服了手工涂层的诸多局限。在此方法中，零件被浸入环氧树脂，并利用真空室将树脂吸入物体内部填充孔隙。整个过程耗时约三小时，劳动强度较低，意味着在处理大型部件时更为实用和高效。主要缺点是与手工涂层相比成本较高，因为除了环氧树脂本身的成本外，还需要真空室以及用于预热和固化树脂的加热炉。
6. CNC加工 (CNC Machining)
众所周知，增材制造（3D打印）与减材制造（CNC加工）技术可互补使用，结合两者的优势。虽然CNC加工严格来说并非纯粹的后处理工艺，但它可以作为3D打印中实现高质量表面光洁度的一种有效手段。这对于直接能量沉积（DED）等技术尤其有价值，因为此类工艺在挤出过程中直接熔化金属，所得零件表面通常非常粗糙。必须进行CNC加工步骤才能获得光滑且轮廓清晰的表面。市场上有许多混合制造解决方案，将两种工艺整合可显著加快生产速度。
