Alors déjà pour ce genre de plastique tendre, le P120 c'est effectivement un minimum. Tu pourrais même ébaucher gentiment au P80 avant de passer au 120.
Et oui, LA bonne solution c'est de poncer a l'eau.
Pour l'enduit, comme le dit Michel, ça va être compliqué si c'est souple, de l'enduit, qu'il soit époxy ou polyester ne va pas supporter trop de déformation.
Idem pour la peinture (en cherchant la petite bête, on peut tout de même s'arranger avec un adjuvant flexibilisant pour peinture PU, m'enfin là ça devient plus compliqué).
En plus , je ne sais pas si un enduit de finition tiendrait bien sur ce plastique.
La solution que je vois, serait de tenter d'obtenir la meilleur finition possible de la pièce au ponçage, sans enduit (P80 puis P120 et P240, finition au 400, et surtout a l'eau!), passer un apprêt pour matière plastique (ça se trouve en bombe) et peindre directement dessus.
Mais pour ce genre de pièce très fine et longue, et donc potentiellement très souple si c'est du plastique, je pense que l'imprimante 3D ne doit pas être idéale.
Il aurait peut être été plus pratique de la faire en alu a la CNC celle-là, non?