專利名稱：一種新的3d打印物體表面處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的3D打印物體表面處理工藝，適用于基于FDM工藝的ABS、PLA等材質(zhì)的3D打印物體的表面拋光處理。
背景技術(shù)：
熔融沉積快速成型工藝(FDM)的工作原理是將抽成絲狀的熱熔性材料(ABS、PLA)通過(guò)送絲機(jī)構(gòu)送進(jìn)熱熔噴頭，在噴頭內(nèi)被加熱融化，噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將半流動(dòng)狀態(tài)的材料按CAD分層數(shù)據(jù)控制的路徑擠出并沉積在指定的位置凝固成形，并與周圍的材料粘結(jié)，層層堆積成型。這種工藝無(wú)需激光系統(tǒng)，使用、維護(hù)簡(jiǎn)單，成本較低；塑材絲材清潔，容易更換；后處理簡(jiǎn)單且成型速度較快。廣泛應(yīng)用于汽車、家電、電動(dòng)工具、醫(yī)療、機(jī)械加工、精密鑄造、航天航空、工藝品制作以及兒童玩具等行業(yè)的產(chǎn)品樣本、設(shè)計(jì)評(píng)審、性能測(cè)試及裝配實(shí)驗(yàn)。該工藝發(fā)展極為迅速，目前FDM系統(tǒng)在全球已安裝快速成形系統(tǒng)中的份額大約為30%。熔融沉積成型所使用的材料一般是熱塑性材料，如蠟、ABS、PC、PLA等，以絲狀供料。用ABS制造的原型因具有較高強(qiáng)度而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、測(cè)試與評(píng)估等方面得到廣泛應(yīng)用。材料性能一直是FDM工藝的主要優(yōu)點(diǎn)，其ABS原型強(qiáng)度可以達(dá)到注塑零件的三分之一。今年來(lái)又發(fā)展出PC，PC/ABS, PPSF等材料，強(qiáng)度已經(jīng)接近或超過(guò)普通注塑零件，可在某些特定場(chǎng)合(試用，維修，暫時(shí)替換等)下直接使用。FDM工藝成型精度較低，目前的最高精度約為0.1mm。沉積成型后的產(chǎn)品表面有明顯的絲狀紋理，層間過(guò)渡生硬，外觀比較粗糙，后期往往還需要采用專門設(shè)備進(jìn)行手工打磨、噴油、絲印、電 鍍等處理，后處理工藝較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)基于FDM工藝的ABS打印制品的表面粗糙問(wèn)題，提供一種操作簡(jiǎn)便且效果良好的3D打印物體表面處理工藝，提升打印物體表面的光滑和平整度。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明將機(jī)械打磨與化學(xué)拋光相結(jié)合，處理后的物體表面圓潤(rùn)且富有光澤，該表面處理工藝的具體步驟如下:
(1)通過(guò)機(jī)械打磨消除打印制品表面的不規(guī)則顆粒突起；
(2)根據(jù)配比(丙酮609Γ70%、醋酸乙酯309Γ409Ο調(diào)制霧化清洗液；
(3)將粗打磨后的打印制品置于清洗池的載物臺(tái)進(jìn)行加熱(溫度控制在IOiTllO攝氏度之間)；
(4)加入調(diào)制好的霧化清洗液，調(diào)整溫度至9(Γ100攝氏度之間，使清洗液蒸汽附著于打印制品表面；
(5)持續(xù)加熱5 10分鐘，使清洗液對(duì)物體表面進(jìn)行充分拋光；
(6)將打印制品置于空氣中室溫干燥固化表面。本發(fā)明有效解決了 FDM工藝ABS打印制品表面絲紋明顯、手感粗糙的問(wèn)題，經(jīng)該工藝拋光后的打印制品表面亮滑、蠟感強(qiáng)。


圖1為本發(fā)明的流程圖。圖2為清洗設(shè)備示意圖。圖中I為清洗池，2為霧化清洗液，3為載物臺(tái)，4為冷氣組，5為超聲發(fā)生器，6為控制面板，7為水份分離，8為超聲洗槽，9為泵。
具體實(shí)施例方式這種新的3D打印物體表面處理工藝包括如下步驟:(I)通過(guò)機(jī)械打磨消除打印制品表面的不規(guī)則顆粒突起；(2)根據(jù)配比(丙酮609Γ70%、醋酸乙酯309Γ40%)調(diào)制霧化清洗液；(3)將粗打磨后的打印制品置于清洗池的載物臺(tái)進(jìn)行加熱(溫度控制在IOiTllO攝氏度之間)；(4)加入調(diào)制好的霧化清洗液，調(diào)整溫度至9(Γ100攝氏度之間，使清洗液蒸汽附著于打印制品表面；(5)持續(xù)加熱5 10分鐘，使清洗液對(duì)物體表面進(jìn)行充分拋光；(6)將打印制品置于空氣中室溫干燥固化表面。優(yōu)選地，步驟I包括利用細(xì)砂紙均勻機(jī)械打磨消除打印制品表面的不規(guī)則顆粒突 起。優(yōu)選地，步驟2包括利用量杯按照體積配比(丙酮609Γ70%、醋酸乙酯30°/Γ40%)調(diào)制霧化清洗液。優(yōu)選地，步驟3包括將粗打磨后的打印制品置于圖2中3所示的清洗池的載物臺(tái)進(jìn)行加熱(溫度控制在IOiTllO攝氏度之間)。優(yōu)選地，步驟4包括將調(diào)制好的霧化清洗液倒入圖2中I所示的清洗池底部，并且不能高于3所示的清洗池的載物臺(tái)，調(diào)整溫度至9(Γ100攝氏度之間，使清洗液蒸汽附著于打印制品表面。優(yōu)選地，步驟5包括持續(xù)加熱5 10分鐘，使清洗液逐漸溶解物體表面。優(yōu)選地，步驟6包括，將物體取出，置于陰涼干燥通風(fēng)處使其干燥固化表面。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種新的3D打印物體表面處理工藝，其特征在于: 針對(duì)基于FDM工藝的打印制品，采用機(jī)械打磨消除大的不規(guī)則顆粒突起； 對(duì)于粗打磨后的打印制品，進(jìn)一步采用霧化清洗液進(jìn)行精細(xì)的化學(xué)拋光，室溫固化后得到光滑平整的物體表面； 該表面處理方法包括以下步驟: (O首先采用機(jī)械設(shè)備對(duì)打印制品進(jìn)行粗打磨加工； (2)將粗打磨后的打印制品置于霧化清洗設(shè)備的載物臺(tái)，加熱載物臺(tái)到IOiTllO攝氏度之間； (3)將調(diào)制好的霧化清洗液加入放料管，調(diào)整加熱臺(tái)溫度至9(Tl00攝氏度之間，霧化清洗液汽化后附著于打印制品表面； (4)化學(xué)拋光過(guò)程持續(xù)5 10分鐘，直到打印制品表面絲紋消失； (5)停止加熱，將打印制品取出置于空氣中，在室溫下干燥固化表面。
2.如權(quán)利要求1所述的3D打印物體表面處理工藝，其特征在于，該工藝適用于基于FDM工藝的ABS、PLA等材質(zhì)的3D打印物體表面的拋光處理。
3.如權(quán)利要求1所述的3D打印物體表面處理工藝，其特征在于，霧化清洗液由以下組分組成: 丙酮60°/Γ70% (用于 溶解的主成分)； 醋酸乙酯309Γ40% (用于稀釋丙酮，調(diào)節(jié)反應(yīng)及干燥固化速度)。
4.如權(quán)利要求1所述的3D打印物體表面處理工藝，其特征在于，加熱溫度控制在9(Γ100攝氏度之間，可以使清洗液充分蒸汽化。
5.如權(quán)利要求1所述的3D打印物體表面處理工藝，其特征在于，霧化設(shè)備的清洗池為頂部開(kāi)口設(shè)計(jì)，由于清洗劑蒸汽比空氣重，可以有效地讓清洗液蒸汽停留在容器中對(duì)3D打印制品進(jìn)行拋光。
6.如權(quán)利要求1所述的3D打印物體表面處理工藝，其特征在于，蒸汽霧化處理后的打印制品僅需置于空氣中室溫干燥固化表面，即可得到光滑平整的表面拋光效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新的3D打印物體表面處理工藝，包括如下步驟1)首先采用機(jī)械設(shè)備對(duì)基于熔融沉積快速成型工藝(FDM)工藝的打印制品進(jìn)行粗打磨，消除大的不規(guī)則顆粒突起；2)將粗打磨后的打印制品放入霧化清洗設(shè)備，加入霧化清洗液(丙酮60%～70%、醋酸乙酯30%～40%)，加熱將溫度控制在90～100攝氏度，清洗液汽化后附著在打印制品表面，持續(xù)5-10分鐘；3)將蒸汽霧化處理后的打印制品取出，置于空氣中室溫固化表面。本發(fā)明有效解決了FDM工藝打印制品表面絲紋明顯、手感粗糙的問(wèn)題，經(jīng)該工藝拋光后的3D打印制品表面圓潤(rùn)而富有光澤。
文檔編號(hào)B29C59/00GK103192524SQ20131014327
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者彭振云, 許奇明 申請(qǐng)人:蘇州華漫信息服務(wù)有限公司