CN103192524A - 一种新的3d打印物体表面处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新的3D打印物体表面处理工艺，包括如下步骤：1)首先采用机械设备对基于熔融沉积快速成型工艺(FDM)工艺的打印制品进行粗打磨，消除大的不规则颗粒突起；2)将粗打磨后的打印制品放入雾化清洗设备，加入雾化清洗液（丙酮60%～70%、醋酸乙酯30%～40%），加热将温度控制在90～100摄氏度，清洗液汽化后附着在打印制品表面，持续5-10分钟；3)将蒸汽雾化处理后的打印制品取出，置于空气中室温固化表面。本发明有效解决了FDM工艺打印制品表面丝纹明显、手感粗糙的问题，经该工艺抛光后的3D打印制品表面圆润而富有光泽。
Description
技术领域
本发明涉及一种新的3D打印物体表面处理工艺，适用于基于FDM工艺的ABS、PLA等材质的3D打印物体的表面抛光处理。
背景技术
熔融沉积快速成型工艺(FDM)的工作原理是将抽成丝状的热熔性材料（ABS、PLA）通过送丝机构送进热熔喷头，在喷头内被加热融化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将半流动状态的材料按CAD分层数据控制的路径挤出并沉积在指定的位置凝固成形，并与周围的材料粘结，层层堆积成型。
这种工艺无需激光系统，使用、维护简单，成本较低；塑材丝材清洁，容易更换；后处理简单且成型速度较快。广泛应用于汽车、家电、电动工具、医疗、机械加工、精密铸造、航天航空、工艺品制作以及儿童玩具等行业的产品样本、设计评审、性能测试及装配实验。该工艺发展极为迅速，目前FDM系统在全球已安装快速成形系统中的份额大约为30%。
熔融沉积成型所使用的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、PC、PLA等，以丝状供料。用ABS制造的原型因具有较高强度而在产品设计、测试与评估等方面得到广泛应用。材料性能一直是FDM工艺的主要优点，其ABS原型强度可以达到注塑零件的三分之一。今年来又发展出PC，PC/ABS，PPSF等材料，强度已经接近或超过普通注塑零件，可在某些特定场合（试用，维修，暂时替换等）下直接使用。
FDM工艺成型精度较低，目前的最高精度约为0.1mm。沉积成型后的产品表面有明显的丝状纹理，层间过渡生硬，外观比较粗糙，后期往往还需要采用专门设备进行手工打磨、喷油、丝印、电镀等处理，后处理工艺较为复杂。
发明内容
本发明的目的是针对基于FDM工艺的ABS打印制品的表面粗糙问题，提供一种操作简便且效果良好的3D打印物体表面处理工艺，提升打印物体表面的光滑和平整度。
为了解决上述问题，本发明将机械打磨与化学抛光相结合，处理后的物体表面圆润且富有光泽，该表面处理工艺的具体步骤如下：
（1）通过机械打磨消除打印制品表面的不规则颗粒突起；
（2）根据配比（丙酮60%~70%、醋酸乙酯30%~40%）调制雾化清洗液；
（3）将粗打磨后的打印制品置于清洗池的载物台进行加热(温度控制在100~110摄氏度之间)；
（4）加入调制好的雾化清洗液，调整温度至90~100摄氏度之间，使清洗液蒸汽附着于打印制品表面；
（5）持续加热5~10分钟，使清洗液对物体表面进行充分抛光；
（6）将打印制品置于空气中室温干燥固化表面。
本发明有效解决了FDM工艺ABS打印制品表面丝纹明显、手感粗糙的问题，经该工艺抛光后的打印制品表面亮滑、蜡感强。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为清洗设备示意图。图中1为清洗池，2为雾化清洗液，3为载物台，4为冷气组，5为超声发生器，6为控制面板，7为水份分离，8为超声洗槽，9为泵。
具体实施方式
这种新的3D打印物体表面处理工艺包括如下步骤：（1）通过机械打磨消除打印制品表面的不规则颗粒突起；（2）根据配比（丙酮60%~70%、醋酸乙酯30%~40%）调制雾化清洗液；（3）将粗打磨后的打印制品置于清洗池的载物台进行加热(温度控制在100~110摄氏度之间)；（4）加入调制好的雾化清洗液，调整温度至90~100摄氏度之间，使清洗液蒸汽附着于打印制品表面；（5）持续加热5~10分钟，使清洗液对物体表面进行充分抛光；（6）将打印制品置于空气中室温干燥固化表面。
优选地，步骤1包括利用细砂纸均匀机械打磨消除打印制品表面的不规则颗粒突起。
优选地，步骤2包括利用量杯按照体积配比（丙酮60%~70%、醋酸乙酯30%~40%）调制雾化清洗液。
优选地，步骤3包括将粗打磨后的打印制品置于图2中3所示的清洗池的载物台进行加热(温度控制在100~110摄氏度之间)。
优选地，步骤4包括将调制好的雾化清洗液倒入图2中1所示的清洗池底部，并且不能高于3所示的清洗池的载物台，调整温度至90~100摄氏度之间，使清洗液蒸汽附着于打印制品表面。
优选地，步骤5包括持续加热5~10分钟，使清洗液逐渐溶解物体表面。
优选地，步骤6包括，将物体取出，置于阴凉干燥通风处使其干燥固化表面。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种新的3D打印物体表面处理工艺，其特征在于：
针对基于FDM工艺的打印制品，采用机械打磨消除大的不规则颗粒突起；
对于粗打磨后的打印制品，进一步采用雾化清洗液进行精细的化学抛光，室温固化后得到光滑平整的物体表面；
该表面处理方法包括以下步骤：
（1）首先采用机械设备对打印制品进行粗打磨加工；
（2）将粗打磨后的打印制品置于雾化清洗设备的载物台，加热载物台到100~110摄氏度之间；
（3）将调制好的雾化清洗液加入放料管，调整加热台温度至90~100摄氏度之间，雾化清洗液汽化后附着于打印制品表面；
（4）化学抛光过程持续5~10分钟，直到打印制品表面丝纹消失；
（5）停止加热，将打印制品取出置于空气中，在室温下干燥固化表面。
2.如权利要求1所述的3D打印物体表面处理工艺，其特征在于，该工艺适用于基于FDM工艺的ABS、PLA等材质的3D打印物体表面的抛光处理。
3.如权利要求1所述的3D打印物体表面处理工艺，其特征在于，雾化清洗液由以下组分组成：
丙酮60%~70%（用于溶解的主成分）；
醋酸乙酯30%~40%（用于稀释丙酮，调节反应及干燥固化速度）。
4.如权利要求1所述的3D打印物体表面处理工艺，其特征在于，加热温度控制在90~100摄氏度之间，可以使清洗液充分蒸汽化。
5.如权利要求1所述的3D打印物体表面处理工艺，其特征在于，雾化设备的清洗池为顶部开口设计，由于清洗剂蒸汽比空气重，可以有效地让清洗液蒸汽停留在容器中对3D打印制品进行抛光。
6.如权利要求1所述的3D打印物体表面处理工艺，其特征在于，蒸汽雾化处理后的打印制品仅需置于空气中室温干燥固化表面，即可得到光滑平整的表面抛光效果。
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| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130710 |