消除层纹技术（Layer Free™）

由Polymaker开发的消除层纹技术（Layer-Free™）首次应用于他们突破性的PolySmooth™ 系列材料上，该材料使用户能够通过简单的后处理方式去除其3D打印件上的所有层纹。这一技术的发展使得PolySmooth™的成品能够超过大部分3D打印品的表面光洁程度，更类似于传统注塑工艺中常见的表面处理效果。这项技术后来还被用于开发一种新材料，在铸造行业屡获殊荣。

在3D打印技术发展之前，塑料零件已经存在了很长一段时间，其表面处理方式基本一致，即表面顺滑有光泽，触感柔软，让人眼前一亮。塑料零件之所以采用这种处理方式，是因为光滑的零件更容易从注塑模具中脱模，塑料零件与钢模之间的表面摩擦可以达到最小化。这使得塑料零件的生产更快速、更可重复，并成为注塑成型的标准化工艺和所有塑料零件的标准化表面处理方式。这进而塑造了公众对塑料零件的认知——他们所熟知的塑料零件通常具有顺滑、光泽的外观，因为这是他们曾经接触过的几乎所有塑料零件的标准的表面形态。

3D打印技术的引入改变了塑料零件的制造方式，使其可以制造出注塑成型无法实现的新几何形状的塑料零件。与注塑成型相比，3D打印的过程也有很大不同。3D打印利用计算机辅助设计，将模型分割成单个层，并在二维平面上打印每一层，最终形成一个三维物体。由于无数个单层融合在一起会形成水平纹理，自然不如之前使用的钢制注塑模具那样光滑，这就改变了塑料零件的表面处理方式。3D打印零件的表面处理效果在很大程度上取决于打印时的层高。较小的层高可以造就更多的细节，因为更多的二维层可以挤入较小的空间；而较大的层则会平滑细节，因为纹理相对较少。其实将层高降至非常小，可以打印出触感光滑的打印件的。然而，层状线条依然会被人眼识别，因为光线在每层的高低点上会产生不同的反射，能明显区分出3D打印物体和注塑成型物体。同时，使用非常小的层高固然可以打印出更光滑的表面，却也大大增加了打印时间，因为每增加一层，挤出喷头必须按照更长的路径进行移动。这意味着要达到与注塑成型零件相同的触感，3D零件的制造时间将非常长，这在生产上自然是低效的。

3D打印件也可以通过打磨层次直到层次的高点与低点相平，获得光滑的塑料表面。然后可以涂漆或上光处理，实现注塑成型零件的美观外观——光泽的表面。这将重新造就消费者所熟知的塑料零件形象，但面临的问题是，在塑料零件的后处理中进行如此繁重的工作量是不可行的。

Polymaker致力于开发一种新技术，有效消除3D打印品上层纹的同时，又可无需额外工作或人工干预。这就是消除层纹技术（Layer-Free™）。这项技术成功应用于其PolySmooth™系列材料中。PolySmooth™是一种基于聚酯丁醇（PVB）的材料，且在异丙醇（IPA）中具有良好的溶解性，这意味着当3D打印件暴露在IPA中时，各层可迅速熔化并融合在一起，最终形成一个光滑、有光泽的表面，看起来就像注塑成型的零件。Polysher™则是一种桌面抛光设备，可以腔内的打印件均匀精确地暴露在IPA中。它通过超声雾化器，在密闭的腔体中将液体IPA转换为冷雾。由PolySmooth™制成的3D打印零件一旦被放入腔体中，就会暴露在IPA的雾气里，从而将表面各层熔化在一起。Polymaker认为，这是将IPA应用于PolySmooth™打印件的最佳方式，因为它既可以快速抛光物体，又不会过于侵蚀，使得打印件上的细节在抛光后仍然得到保留。

释放之后，Polysher™还可以回收IPA，因为雾气都被封闭在仓内，便于重新凝结并流回到机器底部的储液器中。Polysher™还具有几个安全功能，使其能够作为桌面机器与您的打印机一起工作。首先，Polysher™具有一个升降平台，将抛光的打印品抬至IPA雾气外，使用户方便更换物品并继续抛光。由于IPA雾气比空气重，会沉积到仓内底部，凝结成液体并返回储液器。这降低了IPA雾气溢出仓室进入工作场所的可能性。Polysher™还配备了两个警示灯，用于监测仓室密封性以及雾化器的工作情况。这些警示灯会在问题得到解决并可以开始新的抛光周期前停止所有抛光过程。仓室密封灯监测平台的Z轴位置，并检查仓室外壳是否正确安装，以确保仓室内部密封。雾化器警示灯还可以监测雾化器膜片的振动频率。通过这些数据，Polysher™可以及时发现雾化器是否存在问题，例如储液器中没有IPA、雾化器脱离或过热问题，所有这些都会导致雾化器警示灯亮起并停止抛光周期。

Polysher™具有两种不同的照明应用，一种是主仓室灯，可调暗或关闭，另一种是雾化器灯，可循环显示15种不同颜色，照亮IPA雾气！

经过抛光处理，每一层的表面都被粘合到一起，用这款材料打印出的零件也会获得更高的韧性。这种层间的融合有助于增强3D打印零件的抗冲击性，并提高拉伸强度。且因为在3D打印零件中，沿着层间发生的断裂最为常见。但抛光后的零件则是完全密封状态，所以Z轴强度也得到极大增强，这也使得PolySmooth™成为与水接触的零件的理想材料。其应用涵盖花瓶、厨具、医疗等各种领域，光滑的表面也更容易清洁。未经抛光的3D打印零件中存在许多圈层，容易附着灰尘，并会导致微生物和细菌的生长。消除这些圈层可以大大降低零件与皮肤和水接触时发霉的可能性。

PolySmooth™还可以轻松去除支撑结构且便于清理。目前市场上的大部分3D打印机都是单喷头机型，因此需要支撑结构的复杂几何形状必须使用与构建材料相同的支撑材料。在某些情况下，支撑结构可能在支撑与模型接触面留下痕迹。PolySmooth™却可以非常容易地清除，且一旦零件被抛光，支撑材料引起的任何痕迹都可以完全去除。

Laura Jonas是一家捷克公司，他们用PolySmooth™和Polysher™打造独特的时尚物品，为他们的珠宝系列呈现美观的表面效果。Laura Jonas将光滑的塑料零件与传统珠宝制作材料相结合，成功地创造出独特而美丽的外观。

Laura Jonas首席设计师Martin Jonas说：“我非常喜欢用PolySmooth™和Polysher™，以前我花了很多时间用于砂磨和抛光3D打印品，以使它们达到行业标准的表面状态。PolySmooth™的出现则完全消除了这个过程，现在我可以用这款产品打印配饰，并在Polysher中抛光打磨，无需耗费更多工时。”

PolySmooth™为Laura Jonas的时尚配饰产品增添了全新维度，是利用3D打印创造终端产品的一个非常好的范例。

Polymaker开发了第二种采用消除层纹技术（Layer-Free™）的材料——专门用于取代熔融铸造过程中使用的蜡模的铸造材料。消除层纹技术（Layer-Free™）与Polymaker的低灰分技术（Ash-Free™）相结合，打造了一款既能很好地成型又能燃烧干净的线材。这就是PolyCast™，专为金属铸造行业而设计。在蜡模制作金属零件的过程中，用户可以通过3D打印PolyCast™模型来取代注塑蜡模，有效消除其对工具或注塑的需求，且不会破坏传统工艺。工具制造通常是推出新产品时的限制因素，因为它耗时且成本高昂。PolyCast™的使用便于更快的设计迭代，并且不受体积或大批量订单数量的限制。这种节省时间和成本的重要优势使PolyCast™在全球铸造行业中得到广泛应用——各铸造厂商无需改变已经建立的工艺流程，仅通过采用增材制造和PolyCast™来测试新的几何形状，就可以有效简化生产流程。

如前所述，PolyCast™还具有消除层纹技术（Layer-Free™），使得其成品可以抛光成光滑的亮面，这在模具制作过程中很重要，因为气泡可能会陷进层与层之间，导致模具上出现缺陷，进而影响金属零件的质量。典型的熔融铸造过程如下：首先，使用PolyCast™进行3D打印的成品在Polysher™内进行抛光，然后将它们固定在一个蜡树上，蜡树可以容纳多个零件，包括可以引导熔融金属的流动导流管和升降管。接下来，将蜡树浸入陶瓷浆料中，使浆料能够涂覆在蜡树和3D打印的零件的所有表面。最后，加入大量二氧化硅颗粒，以增加模具的厚度和强度。这个过程不断重复，直到打印件四周建立起足够厚度的陶瓷壳，以承受熔融金属的压力。然后，将陶瓷壳在1200°C的窑炉中烧制，这样可以使陶瓷固化，形成非常坚硬和耐高温的壳体。在这个过程中，3D打印的模型会被烧毁，而Ash-Free™技术通常会在烧毁后留下0.003%的灰烬残留物。这意味着3D打印的零件已经在窑炉中被高温完全蒸发，使得陶瓷模具内部拥有非常干净的铸造表面。然后，将熔融金属倒入其中，金属在3D打印零件的模型形状中凝固。最后，将金属蜡树从陶瓷壳中取出，并将个别零件从蜡树上切割下来，蜡树则可以回收利用。通常情况下，零件会经过CNC铣床的后处理，以达到精密机械所需的公差。在某些情况下，金属零件可以通过手工清洁，无需CNC铣床即可投入生产。拥有完全无灰烬的模具对于金属零件的最终质量至关重要，这也是PolyCast™所采用的关键技术——消除层纹技术（Layer-Free™）以确保陶瓷模具上没有气泡，并封闭3D打印零件的所有表面，从而减少了金属零件的最终后处理时间。

消除层纹技术（Layer-Free™）为3D打印件提供了精细的表面处理，使它们能够与传统制造的塑料物品媲美。除了3D打印的其他优点外，能够创建光滑、亮面、防水且易于清洁的表面是其重大突破，它们成为我们现代生活中的日常辅助工具。消除层纹技术（Layer-Free™）帮助熔融铸造领域开启新的大门，缩短了交货时间，并实现了金属零件的定制化。这反过来也将使许多其他行业受益，并在我们创造出越来越高效的机器时产生真正的全球影响。