3D打印后处理过程复杂，自动化趋势明显，市场规模将达18亿美元

3D打印技术参考注意到，增材制造市场研究公司SmarTech Analysis于不久前发布了增材制造行业后处理市场研究数据。

报告指出，后处理操作将在未来十年间创造十亿美元的市场。当前，聚合物3D打印后处理每年带来超过1.45亿美元的收入，其中汽车是其最大市场；金属后处理市场规模在2022年预计为1.75亿美元，其中以航空航天领域的3D打印应用为首。由于几乎所有3D打印操作对后处理的需求不断增加，以及各种工艺后处理技术的成熟，这两个细分市场都在增长。

后处理包括部件从打印完成直到应用的一系列操作：针对不同的工艺，可能包括清粉、清洁、着色、表面处理、固化、去支撑、打磨、喷砂热处理、机械加工、零件分离等操作。这意味着一旦零件进入后处理阶段，3D打印过程固有的自动化通常会变成手动操作，对质量、成本和效率产生重大影响。

不同工艺后处理过程

对于光固化3D打印工艺，零件在打印完之后必须彻底清洗，去除未固化的树脂。一些知名制造商任然采用手工清洁，但有些公司，如Carbon已经提供了自动的清洗系统，Stratasys也宣布开发P3自动化生产单元，它可在多台3D打印机和后处理设备之间自动移动部件，进行清洁、干燥和固化；后处理方案提供商PostProcess则推出了浸入式和喷雾系统，以实现自动化清洗过程。宝马集团增材制造部门也在使用机械臂来操作3D打印机，能够将打印完的零件直接转移到自动清洗设备，该机器人能够将3D打印制造的效率提高400%以上。

使用机器人操作3D打印机

由于清洁和移动部件的劳动强度很大，因此自动化工具被视为增材制造工业化的必要条件。通过降低与劳动力相关的成本，3D打印产品的单件价格进一步降低。出于这个原因，一些新的后处理OEM与机器人公司一起脱颖而出。

对于聚合物粉末床烧结/熔融（SLS/MJF/HSS）工艺，部件在从成型缸中取出之前必须冷却。如果零件过早被取出，它们通常会由于快速、不均匀的冷却而变形。冷却通常需要与打印相同的时间，如果打印时间是10小时，冷却时间大约也是10小时。HP则推出了一种具有快速冷却功能的处理站，能够将整个构建的冷却时间缩短到几个小时。该系统还可以回收、过滤和混合使用过的粉末，以便再次使用。对于聚合物粉末床3D打印，零件通常还需要使用刷子、压缩空气、振动台和喷砂去除零件上粘附的粉末。为了减少这种耗时的手工工作，许多公司提供自动吹除系统。

SLS 3D打印零件清粉

对于桌面挤出FDM工艺，通常需要添加支撑，多数系统会使用与零件相同的材料作为支撑材料进行打印。但也有些系统采用可溶性支撑，在零件打印完之后采用溶液结合超声波清洗，支撑材料可以自动去除，这对于管道及其他可能因机械去除造成零件损坏的情况非常有利。

对于金属3D打印技术尤其是粉末床熔融工艺而言，支撑去除需要消耗大量人力，虽然当前也有采用机械加工去除支撑的选择，但却不是主流。粉末清除也是该工艺面临的重要问题，尤其是对于大型零件。针对复杂零件粉末清理，一些专门的后处理公司开发了相关的清粉机器甚至零件清粉运动轨迹规划软件。例如，后处理系统制造商Solukon开发了SFM-AT1000-S除粉机，并开发了能够分析零件结构进而生成零件清粉运动轨迹的SPR-Pathfinder软件，航空航天公司Launcher就使用其产品对包括发动机和燃烧室在内的大型金属3D打印火箭部件进行清粉操作。除此之外，零件还需要切割、打磨、喷砂、研磨、机械加工等众多操作。虽然目前金属3D打印也有一些自动化的设备，但整体上其后处理过程属于劳动密集型过程。

Solukon自动化除粉设备

后处理技术的选择因工艺、材料和所需性能而异。大多数3D打印零件需要精加工，以达到所需的表面和尺寸。精加工的程度取决于零件的使用方式。快速设计迭代的概念模型和早期原型部件可能只需要很少或不需要机加。用于熔模铸造或硅橡胶模具，通常需要大量的精加工，以获得异常光滑的表面。该过程通常由手工完成，也可能使用机械加工和抛光。

然而近些年来，部分企业正在补齐3D打印工艺链，自动化的后处理操作也在飞速发展，如金属零件自动化清粉、树脂零件自动化清洗等，此前影响整体制造效率的后处理不再是扩展3D打印应用的障碍。随着越来越多垂直行业采用3D打印，后处理市场将进一步发展。

金属3D打印零件震动抛光

该报告重点介绍的公司包括直接针对增材制造所涉及的后处理操作提供服务和产品的公司，包括AM-Flow、AMT、DyeMansion、PostProcess Technologies、Solukon、Bel Air Finishing、Gasbarre、Hiperbaric、MicroTek Finishing等。