3D打印也能韩国美容？解析模型表面工艺

| 责编：王征

【中关村在线办公打印频道原创】3D打印设备我们已经给大家展示过很多成熟的产品和方案。但是很多人还是对这一技术的认知，与客观的事实有所差距。尤其是在模型表面的光洁度上很多网友总是颇有微词，那么有没有办法像韩国整容一样，把这些3D打印的粗糙模型变得光滑呢？

3D打印容易产生误解

我们日常接触到的任何零件，表面都经过了处理，有很多材料，天生表面就是光滑的，比如玻璃。于是很多人认为“无所不能”的3D打印技术，也能做到打印完的材料表面光洁如镜。但事实上，这还是对于3D打印技术本身的不了解。

能打印光滑表面的3D打印机价格不够亲民

3D打印的确存在能够把成品直接就打印的具有光滑表面的技术，不过这些技术的3D打印机价格往往昂贵。以光固化树脂技术为例，这一技术的显著特点就是超高精度以及光滑的成品表面，但是这种技术的产品，最便宜的要数FormLab的The Form 1，国外的价格依旧需要3299美元起，远非普通爱好者所能承受。

层与层之间的缝隙让FDM技术显得不够光滑，怎么办？

我们日常能买到、只需要几千元的3D打印机，统统都是采用熔融沉积技术，也就是俗话说的“盘丝”这一技术。由于是开源的，所以成本很低，但是其打印成型的产品我们无论用肉眼还是用手去触摸，都能明显的感觉到一层层的分层痕迹，怎么把这些表面粗糙的分层，“美容一下”，就像送去韩国美容手术一样？

“打粉底”：填补沟壑变光滑

之前我们给大家展示过3D打印遗落战镜里面的杀人无人机模型，在这个模型的制作过程中，就用到了填补沟壑的办法。这种办法说白了，就是我们日常所说的“打腻子”，这在我们处理表面粗糙的木制家具、修理汽车碰撞剐蹭的时候经常使用。另外一个女性朋友常用的化妆品“粉底”，其实也是一种填补用的化学品，填补脸上细小的皱纹，让人看起来更年轻。

粉底很大的作用就是遮瑕、填补细小的皱纹

补土是填平3D打印模型表面的好办法

具体而言，这个办法是使用名叫“补土”（Putty）的快速固化树脂来填平这些沟壑。这里尤其是水补土，是一种喷罐，干燥的速度要比一般的补土快，并且具有很好的附着力和硬度，这在模型的制作过程中颇为常见。

水补土也可以填平，但是成本很高，且速度慢效率低

补土能填补沟壑让3D打印模型表面变光滑。但是，使用补土一般来说都是比较贵重的模型，因为这种方法费时费力，且成本很高，尤其是消耗人的工作时间很长，那么有没有更快速的办法？有，而且不止一种。

“去死皮”：15分钟搞定

砂纸就是常见的抛光手段。一般来说，粗糙的砂纸使用的是很坚硬的碳化硅（SiC）做为磨料，用合成树脂粘接在布纤维或是纸张表面。当然，这是很多人对于砂纸的印象是表面很粗。但是是事实上，砂纸是分标号的，标号数字越大，就越细腻，平时感觉很糙的砂纸，是400目左右的，而到了2000号的砂纸，就已经能抛光出相当光泽的表面了。这和我们用的“磨砂”洗面奶来磨掉死皮，让脸看上去更光滑一些，道理上是一样的。

磨砂的洁面膏，就是用细小的颗粒来去角质和死皮（图：biotherm.com.cn)

砂纸通过不同标号来实现不同的抛光程度，数字越大越细

借助砂纸和研磨膏，能把车模抛光到镜面的效果（图：imx365作者XiaoY）

使用砂纸抛光3D打印模型，其实就是磨掉了突起的表面，现在也有电动的设备来辅助，这样对于表面不复杂的3D打印模型来说，抛光的速度很快，一般15分钟之内就能完成。这个速度要比使用补土打腻子快得多。

如果要砂纸抛光，外壳的厚度要足够，这个外壳大约有2.5毫米左右

但是这并不代表不存在问题。首先是3D打印的物体壳要有一定的厚度，如果很薄，用电动工具一不小心磨穿也不是不可能，图上显示的是我们之前3D打印模型的剖面，可以看到模型的壁大约有2.5毫米厚。此外，如果对模型的轮廓尺寸要求很高，砂纸也未必就是很好的方案，因为这种办法导致模型本身外围会打磨掉一层，厚度损失有0.1-0.2毫米。

“美白洗牙”：快速处理表面

我们日常使用的金属零件，很多时候，表面不是镜面，而是有点粗的“磨砂”效果。这种表面质感得到很多人的喜欢。这是金属加工里面很常见的工艺，名为喷砂。可以非常快速的把表面粗糙的铸造、切削后的表面处理成为比较光泽的磨砂效果。在牙医领域，也用这个技术来处理牙齿表面，喷一种盐的颗粒，去掉难以去除的牙菌斑，让牙齿更好看，清洁的彻底。

牙齿喷砂是牙齿美容的常见方法

喷砂的具体原理，就是通过动力装置将非常细微的坚硬的细沙球颗粒吹出，这些细沙高速碰撞物体的表面，比较明显的沟壑就会被“砸掉”，剩下的是略微带一点粗糙的“磨砂”效果。

金属的喷砂效果

3D打印的模型同样可以用来进行喷砂处理。喷砂是成熟的工业上处理物体表面的工艺。处理速度非常快，几分钟就能处理很大的表面积。不过喷砂的问题在于其需要密闭的工作空间，否则乱飞的颗粒、粉尘都是有害的，换句话说，喷砂不能喷体积过大的3D打印物件，不过还好的是我们桌面用的3D打印机，能打印的物件都不算大，对喷砂工艺来说没难度。

“做美甲”：最光滑的表面？

桌面3D打印，目前来说都是使用的ABS或是PLA材料。而在有机化学领域，丙酮是非常万能的一种有机溶剂，可以溶解的有机化合物非常多。现在很多女性都喜欢去做价格不菲的“美甲”，而去掉指甲油的“洗甲水”，正是丙酮，用来溶剂指甲油这种硝基油漆，而上指甲颜色的时候，丙酮也是稀释剂。

美甲其实擦除和稀释油漆，都有丙酮的成分

溶剂熏蒸，就是利用丙酮等有机溶剂的溶解性强的特点。将打印好的3D模型放置到一个密闭的空间，用丙酮蒸汽来进行表面材料的溶解，由于表面逐渐溶解液化，所以很快就不再有沟壑的存在。

丙酮蒸汽熏蒸效果最好但不易控制（图：magicbox）

在这几个工艺中，丙酮熏蒸可以说是最难控制的，少了没效果，多了或是在丙酮蒸汽里面时间长了，表面甚至会液化气泡，所以这种办法适合表面没有特别需要关照的细节的3D打印模型。而且丙酮挥发性强还有毒，且易燃易爆，所以用丙酮熏蒸处理，一定要注意安全。

整容效果，人见人爱？（图：环球网）

这些常见的工艺处理之后，我们3D打印的模型表面就不再粗糙。而其实这些工业用的处理方法，我们在日常的化妆过程中都能找到原理想通的处理方式，是不是处理过的3D打印模型，如同整容过的明星、PS过的女神一样，我们会更喜爱呢？

我们总能找到合适的办法来进行表面的二次加工，使得达到我们对于表面光洁度的要求。3D打印的模型处理之后，不再是丑小鸭，而是白天鹅，效果天翻地覆，堪比韩国整容手术。

王征