蒸汽平滑是什麼?

蒸汽平滑是一種化學過程，簡單來説就是通過化學的方式處理外露 SLS 3D 列印的表面，讓打印機部件與溶劑蒸氣接觸，在此過程中，選擇性地結合熱量和溶劑蒸氣，熔化表面，形成更光滑、密封的表面。該過程主要改變了打印件的表面，打印件的内部結構與化學性質保持不變。

爲什麽要使用蒸汽平滑技術？

由於Formlabs SLS 3D打印機是使用高性能的尼龍粉末進行打印，打印材料為粉末狀，其包含不同的粉末，比如碳纖維或者玻璃纖維，其強度或者重量都得到優化，因爲尼龍粉末打印技術的特點，其強度可應付作爲承重物件使用。但是缺點是其打印成品的表面光滑度不如光固化打印技術的成品，相對來説比較粗糙，有磨砂的質感。

如作爲結構零件使用，則可直接使用。如想進一步提升其性能，則要進行後處理，以改善SLS打印成品的表面。例如：振動拋光（打砂也包括在內），電鍍，陶瓷塗層，粉末塗層，聚合物塗料，顏色浸染噴漆及接下來會介紹的——蒸氣平滑技術。在小批量量產及對表面平滑度有要求的樣品，建議使用蒸氣平滑的技術進行後處理。

蒸汽平滑的效果——改善機械性能與成品表面質素

提高機械性質、類似注塑成型的表面、密封防止氣體和液體進入、減少細菌生長。

改善成品表面素質

蒸汽平滑最大的優點是經過處理後，物體的便面可變的更加平滑，更接近拋光的表面外觀，類似注塑件。

例如：需要 A 級或 B 級表面處理的最終使用產品或最終迭代原型。當蒸氣平滑使用 Formlabs SLS Powders 列印的零件，Formlabs 和 AMT 發現平均表面粗糙度 (Ra) 降低約 72-81%，可大幅改善打印件的表面光滑度。

顯微鏡影像顯示存在大量未燒結材料（左圖）、裂縫以及印刷表面的表面孔隙率。這些偽影被完全刪除。PostPro 化學氣相平滑工藝，使表面光滑、密封、平均（右圖）。

這個非常重要，直接關係到SLS能不能直接應用到醫療行業。這是蒸氣平滑後做的吸水性測試

吸水性越小物體的內部密閉度越高，越不容易攜帶細菌。

經過蒸汽平滑處理後，尼龍 12 粉末的 MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）生長減少了 61%，大腸桿菌生長減少了 32%。用尼龍 12 粉末列印的樣本經過蒸汽平滑處理，然後測試細胞毒性，根據 ISO 10993 標準，特別是 ISO 10993-5 (2009)、ISO 10993-1 (2021) 和 ISO10993-12 (2021)。這些樣本沒有引起細胞毒性作用。

由此可見，蒸汽平滑技術通過改善打印成品的表面，不只是在觸感上的提升，還拓展了其醫療的用途。

機械測試結果

對比結果顯示經過蒸氣平滑之後的零件有更出色的延展性及機械性能，這決定了零件能在損壞前能否承受更多的應力。（伸長率是材料在承受拉伸載荷時最終斷裂之前發生的變形的量度。）

蒸汽平滑雖然是改善打印成品的表面，并不會影響内部結構，但是表面的改變也可以改善打印成品的機械性能。(伸長率)

蒸汽平滑的醫療擴大了Formlabs Fuse的醫療應用

SLS 3D 列印如今廣泛應用於醫療器材的生產和蒸氣平滑可用於改善義肢、矯正器，醫療和設備組件等零件的表面光潔度。

上文提到了經過蒸汽平滑的處理後，Formlabs 的Nylon12 材質可降低MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）與大腸桿菌的生長；同時，同時降低了打印物件的表面光滑度，使得與其他材質的醫療設備更好地配合使用；加之Formlabs Fuse 1 的尼龍粉末的基材用生物相容性（biocompatible），讓Fuse 1的醫療應用更加廣泛。

蒸汽平滑在工業產品應用的例子

蒸汽平滑可用於改善汽車零件的表面光潔度和耐用性。部件，例如進氣歧管、引擎蓋和儀表板部件。水分減少溶劑吸收也可用於汽車應用，其中溶劑存在汽油和柴油等燃料，因為蒸汽平滑會形成密封表面，減少液體和氣體的攝取量。

如今，3D Nation 正在為汽車公司和私人飛機製造商開發新產品和品牌概念並製作原型。新公司目前正在建造其最終用途生產設施，擁有大量 SLA 和 SLS 3D 列印機，包括八台 Fuse 系列選擇性雷射燒結 (SLS) 3D 列印機，以及蒸汽平滑等先進的後處理技術。

蒸汽平滑在消費者產品應用例子

這個是Plastinax的例子：客戶通過使用SLS技術批量生產眼睛框。先進行樣色浸染的步驟，再進行蒸氣平滑。這麼做的好處在於可以在顏色浸染的過程中，可以把顏色浸入SLS打印部件的內部。之後再進行蒸氣平滑的步驟，可以把整個打印成品密封，成品表面更加的平滑，讓成品的表面光滑程度與傳統注塑成型的零件一樣。