CN103629198A

CN103629198A - 一种镀膜紧固件3d打印生产方法

Info

Publication number: CN103629198A
Application number: CN201310613045.1A
Authority: CN
Inventors: 任鹏坤
Original assignee: NINGBO JINPENG HIGH STRENGTH FASTENER CO Ltd
Current assignee: NINGBO JINPENG HIGH STRENGTH FASTENER CO Ltd
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2014-03-12

Abstract

一种镀膜紧固件3D打印生产方法，其具体步骤为：计算机建模、逐层分割；将图形转换成载有图形信息的光束；感光鼓充电获得电位，经光束扫描形成静电潜像；静电潜像经过磁刷，吸附粉末形成内部构件；处理内部构件表面；镀膜；处理镀膜层。通过本发明生产的紧固件具有生产精度高，防锈蚀性能优异的特点。

Description

一种镀膜紧固件3D打印生产方法

技术领域

本发明涉及紧固件加工领域，特别涉及一种镀膜紧固件3D打印生产方法。

背景技术

随着科技在不同领域的不断进步，人类在各个领域的发展均有突破，所使用的设备也越来越多，紧固件的主要目的是用来连接各种部件，在设备的连接中起着非常重要的作用，随着设备的越来越多，紧固件的品种也越来越多，对于大批量标准紧固件可以直接批量进行生产，但是对于小批量紧固件，用设备批量生产非常浪费，由于3D打印可根据设计进行生产，因此越来越多紧固件生产用到3D打印技术，3D技术生产的紧固件性能往往不够好，若在其外打印一层对定位要求极高，若在其外表面进行一层镀膜处理则可以大大提高紧固件的性能。

发明内容

根据以上情况，本发明提供一种镀膜紧固件3D打印生产方法，该方法先用3D技术打印紧固件，打印完成后，再进行处理，处理完成后再进行镀膜处理，从而大大提高紧固件的性能，为达此目的，本发明提供如下技术方案：

一种镀膜紧固件3D打印生产方法，具体步骤为：

（1）在计算机中建立工件的3D模型，3D模型比实体外层厚0.5mm，再由计算机按层分解，形成由上至下一系列带有序号的正平面图，生成每个正平面图的同时生成一个与之对应的反平面图，即每层得到正、反两个图形；

（2）向3D打印机内注入钕铁硼粉末后进行打印或使用带钕铁硼粉末的3D打印机打印；

（3）由计算机生成的正、反两个图形经信号转换装置分别转换成载有正、反图形信息的光束；

（4）3D打印机中的部分感光鼓进行充电获得电位，经所述载有正图形映像信息的光束扫描，形成正图形映像的静电潜像；

（5）所述正图形映像的静电潜像经过磁刷，吸附一层钕铁硼粉末，加载电压使钕铁硼粉末落入模型工作台，在模型工作台中形成由钕铁硼粉末铺成的正图形；

（6）3D打印机中剩余的感光鼓进行充电获得电位，经所述载有反图形映像信息的光束扫描，形成反图形映像的静电潜像；

（7）所述反图形映像的静电潜像经过磁刷，吸附一层钕铁硼粉末，加载电压使得钕铁硼粉末落入模型工作台，在模型工作台中形成由钕铁硼粉末铺成的反图形；

（8）每层图形，打印完成之后，重复步骤（4）-（7），继续打印上一层，直至整个3D立体图打印完成；

（9）对模型工作台进行加热，直至模型工作台内的钕铁硼粉末凝固成一个整体；

（10）将凝固成一体的待加工紧固件取出用打磨机进行打磨处理；

（11）将润滑液均匀逐层喷涂在紧固件表面，并晾干；

（12）将晾干的的紧固件放入45-50℃的容器中进行烘干，并保温1h；

（13）使用喷枪在紧固件表面镀膜，镀膜厚度为0.05-0.1mm；

（14）镀膜完成涂抹一层防氧化涂料。

步骤（2）中的钕铁硼粉末中的各成分以及质量百分比为：钕硼铁粉末90-94%、粘结剂5-8%、加工助剂1-2%。

钕铁硼具有优异的磁性能，用于吸附外层的防氧化膜；并且其具有一定的强度，保证了紧固件内部结构的稳定。

粘结剂的各成分以及质量百分比为：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液：1-15%，聚乙烯醇：0.5-10%，防锈剂：0.05-2%，防腐剂：0.01-1.5%，消泡剂：0.01-1.5%，其余为水。

上述粘结剂的成分中含有0.5-2.5%的防锈剂，用以解决用铁器容器存放粘结剂时产生锈蚀以及使用过程中对紧固件的锈蚀问题；防腐剂用于延长粘结剂的保存以及使用寿命；；消泡剂用于抑制泡沫以及降低使用黏度。

防锈剂为亚硝酸钠或硼砂；所述防腐剂为水杨酸、苯甲酸钠或者山梨酸钾；所述消泡剂为辛醇或磷酸三丁酯。

由于采用3D打印技术，初次打印的内部构件的外层可能存在不牢固的问题，因此采用如上配比的粘结剂。

加工助剂由向进行过热处理的含氟弹性体添加碱金属硝酸盐得到。

步骤（11）中的润滑液的各成分以及质量百分比为：硼酸、聚乙二醇、脂肪酸、二乙二醇、三乙二醇、棕榈油酸的混合物：65-75%，金属钝化剂：1.5-2.5%，防锈剂：1-5%，抗氧剂：1.5-3%，极压添加剂：1-2%，其余为去离子水。

金属钝化剂为硫化物、亚磷酸酯盐的一种或两种的混合物；所述防锈剂为ZDDP与碱性金属磺酸盐混合物，并且配重比为3:1；所述抗氧剂为硫化烷基酚；所述极压添加剂为亚磷酸酯、硫化烯烃、硫化脂肪酸中的一种。

由于采用3D打印技术生产紧固件，采用上述成分与配比的润滑液可以有效改善紧固件表面的光滑度。

步骤（13）中采用活泼金属粉末进行镀膜。

步骤（14）中的防氧化涂料的成分以及各成分的质量百分比为：硅酸盐：10-15%，铝酸盐：50-65%，陶瓷微粉：15-20%，其余为水。

陶瓷微粉由陶瓷固体原料进行研磨细碎得到，并且研磨细碎后的陶瓷微粉粒子厚度小于15μm。

由于采用3D打印技术生产紧固件，打印过程无法实现防锈蚀，因此采用活泼金属粉末进行镀膜，并且在表面喷涂防氧化涂料来达到防锈蚀的目的。

本发明提供一种镀膜紧固件3D打印生产方法，该方法先利用三维软件绘制相应紧固件的图纸，然后用相应材料进行3D打印，打印完成后先对所完成的紧固件进行处理以提高紧固件表面性能，再在其外镀膜一层，这样可大大提高产品性能。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

一种镀膜紧固件3D打印生产方法，具体步骤为：

（1）在计算机中建立工件的3D模型，3D模型比实体外层厚0.5mm，再由计算机按层分解，形成由上至下一系列带有序号的正平面图，生成每个正平面图的同时生成一个与之对应的反平面图，即每层得到正、反两个图形。

（2）向3D打印机内注入钕铁硼粉末后进行打印或使用带钕铁硼粉末的3D打印机打印；钕铁硼粉末中的各成分以及质量百分比为：钕硼铁粉末90%、粘结剂8%、加工助剂2%；其中粘结剂的各成分以及质量百分比为：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液：10%，聚乙烯醇：5%，防锈剂：0.5%，防腐剂：0.5%，消泡剂：1%，其余为水；所述防锈剂为硼砂；所述防腐剂为山梨酸钾；所述消泡剂为磷酸三丁酯；所述加工助剂由向进行过热处理的含氟弹性体添加碱金属硝酸盐得到。

（3）由计算机生成的正、反两个图形经信号转换装置分别转换成载有正、反图形信息的光束。

（4）3D打印机中的部分感光鼓进行充电获得电位，经所述载有正图形映像信息的光束扫描，形成正图形映像的静电潜像。

（5）所述正图形映像的静电潜像经过磁刷，吸附一层钕铁硼粉末，加载电压使钕铁硼粉末落入模型工作台，在模型工作台中形成由钕铁硼粉末铺成的正图形。

（6）3D打印机中剩余的感光鼓进行充电获得电位，经所述载有反图形映像信息的光束扫描，形成反图形映像的静电潜像。

（7）所述反图形映像的静电潜像经过磁刷，吸附一层钕铁硼粉末，加载电压使得钕铁硼粉末落入模型工作台，在模型工作台中形成由钕铁硼粉末铺成的反图形。

（8）每层图形，打印完成之后，重复步骤（4）-（7），继续打印上一层，直至整个3D立体图打印完成。

（9）对模型工作台进行加热，直至模型工作台内的钕铁硼粉末凝固成一个整体。

（10）将凝固成一体的待加工紧固件取出用打磨机进行打磨处理。

（11）将润滑液均匀逐层喷涂在紧固件表面，并晾干；润滑液的各成分以及质量百分比为：硼酸、聚乙二醇、脂肪酸、二乙二醇、三乙二醇、棕榈油酸的混合物：65%，金属钝化剂：2%，防锈剂：1%，抗氧剂：1.5%，极压添加剂：1%，其余为去离子水；所述金属钝化剂为硫化物、亚磷酸酯盐的混合物；所述防锈剂为ZDDP与碱性金属磺酸盐混合物，并且配重比为3:1；所述抗氧剂为硫化烷基酚；所述极压添加剂为硫化脂肪酸。

（12）将晾干的的紧固件放入45℃的容器中进行烘干，并保温1h。

（13）使用喷枪在紧固件表面镀膜，镀膜厚度为0.05mm；镀膜材料为活泼金属粉末。

（14）镀膜完成涂抹一层防氧化涂料；防氧化涂料的成分以及各成分的质量百分比为：硅酸盐：10%，铝酸盐：65%，陶瓷微粉：15%，其余为水；其中陶瓷微粉由陶瓷固体原料进行研磨细碎得到，并且研磨细碎后的陶瓷微粉粒子厚度小于15μm。

实施例2

一种镀膜紧固件3D打印生产方法，具体步骤为：

（2）向3D打印机内注入钕铁硼粉末后进行打印或使用带钕铁硼粉末的3D打印机打印；钕铁硼粉末中的各成分以及质量百分比为：钕硼铁粉末94%、粘结剂5%、加工助剂1%；其中粘结剂的各成分以及质量百分比为：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液：15%，聚乙烯醇：10%，防锈剂：2%，防腐剂：1.5%，消泡剂：1.5%，其余为水；所述防锈剂为亚硝酸钠；所述防腐剂为苯甲酸钠；所述消泡剂为辛醇；所述加工助剂由向进行过热处理的含氟弹性体添加碱金属硝酸盐得到。

（11）将润滑液均匀逐层喷涂在紧固件表面，并晾干；润滑液的各成分以及质量百分比为：硼酸、聚乙二醇、脂肪酸、二乙二醇、三乙二醇、棕榈油酸的混合物：75%，金属钝化剂：1.5%，防锈剂：1%，抗氧剂：1.5%，极压添加剂：1%，其余为去离子水；所述金属钝化剂为亚磷酸酯盐；所述防锈剂为ZDDP与碱性金属磺酸盐混合物，并且配重比为3:1；所述抗氧剂为硫化烷基酚；所述极压添加剂为硫化烯烃。

（12）将晾干的的紧固件放入50℃的容器中进行烘干，并保温1h。

（13）使用喷枪在紧固件表面镀膜，镀膜厚度为0.1mm；镀膜材料为活泼金属粉末。

（14）镀膜完成涂抹一层防氧化涂料；防氧化涂料的成分以及各成分的质量百分比为：硅酸盐：15%，铝酸盐：50%，陶瓷微粉：20%，其余为水；其中陶瓷微粉由陶瓷固体原料进行研磨细碎得到，并且研磨细碎后的陶瓷微粉粒子厚度小于15μm。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims

1.一种镀膜紧固件3D打印生产方法，其特征在于：具体步骤为：

（11）将润滑液均匀逐层喷涂在紧固件表面，并晾干；

（13）使用喷枪在紧固件表面镀膜，镀膜厚度为0.05-0.1mm；

（14）镀膜完成涂抹一层防氧化涂料。

2.根据权利要求1所述的一种镀膜紧固件3D打印生产方法，其特征在于：所述步骤（2）中的钕铁硼粉末中的各成分以及质量百分比为：钕硼铁粉末90-94%、粘结剂5-8%、加工助剂1-2%。

3.根据权利要求2所述的一种镀膜紧固件3D打印生产方法，其特征在于：所述粘结剂的各成分以及质量百分比为：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液：1-15%，聚乙烯醇：0.5-10%，防锈剂：0.05-2%，防腐剂：0.01-1.5%，消泡剂：0.01-1.5%，其余为水。

4.根据权利要求3所述的一种镀膜紧固件3D打印生产方法，其特征在于：所述防锈剂为亚硝酸钠或硼砂；所述防腐剂为水杨酸、苯甲酸钠或者山梨酸钾；所述消泡剂为辛醇或磷酸三丁酯。

5.根据权利要求2所述的一种镀膜紧固件3D打印生产方法，其特征在于：所述加工助剂由向进行过热处理的含氟弹性体添加碱金属硝酸盐得到。

6.根据权利要求1所述的一种镀膜紧固件3D打印生产方法，其特征在于：所述步骤（11）中的润滑液的各成分以及质量百分比为：硼酸、聚乙二醇、脂肪酸、二乙二醇、三乙二醇、棕榈油酸的混合物：65-75%，金属钝化剂：1.5-2.5%，防锈剂：1-5%，抗氧剂：1.5-3%，极压添加剂：1-2%，其余为去离子水。

7.根据权利要求6所述的一种镀膜紧固件3D打印生产方法，其特征在于：所述金属钝化剂为硫化物、亚磷酸酯盐的一种或两种的混合物；所述防锈剂为ZDDP与碱性金属磺酸盐混合物，并且配重比为3:1；所述抗氧剂为硫化烷基酚；所述极压添加剂为亚磷酸酯、硫化烯烃、硫化脂肪酸中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种镀膜紧固件3D打印生产方法，其特征在于：所述步骤（13）中采用活泼金属粉末进行镀膜。

9.根据权利要求1所述的一种镀膜紧固件3D打印生产方法，其特征在于：所述步骤（14）中的防氧化涂料的成分以及各成分的质量百分比为：硅酸盐：10-15%，铝酸盐：50-65%，陶瓷微粉：15-20%，其余为水。

10.根据权利要求9所述的一种镀膜紧固件3D打印生产方法，其特征在于：所述陶瓷微粉由陶瓷固体原料进行研磨细碎得到，并且研磨细碎后的陶瓷微粉粒子厚度小于15μm。