CN105033836B - 一种基于3d打印产品表面上色的工艺处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于3D打印产品表面上色的工艺处理方法，包括如下步骤：1)、3D打印产品的表面抛光工序，步骤包括：a)、磨料及3D打印产品准备：在抛光设备内加入磨料、水及抛光液，混合均匀后放入适量的3D打印产品；b)、设置抛光参数：设置抛光设备的运行频率为0.5～30Hz；c)、开启抛光设备，完成对3D打印产品的抛光；2)、染色工序：以水为介质，通过加热作用，使染料渗入3D打印产品表层，以起到上色的目的。本发明的有益效果为：节省了人力，并有效地缩短了处理时间；3D打印产品表面粗糙度变得可控，可以在一个较大的范围内进行选择；3D打印产品可以在不改变尺寸的情况下进行表面的抛光上色处理，不影响产品的装配。
Description
技术领域
本发明属于3D打印的技术领域，具体涉及一种基于3D打印产品表面上色的工艺处理方法。
背景技术
3D打印技术作为快速成型技术的一种，是利用逐层叠加、堆积成型的原理，由于是“增材式”制造，其结构设计几乎不受加工方式的影响。设计师们也可以利用自己天马行空的想象，设计出各式各样的产品。随着3D打印技术的普及，3D打印耗材的应用也越来越广泛。尼龙作为打印耗材的一种，具有强度高、化学稳定性好、耐磨性能好等诸多优点，更是工业级3D打印的首选材料。但针对产品而言，由于打印原理所限，3D打印尼龙产品表面粗糙度较差，导致产品上色处理后很难做到表面光滑，从而影响产品的外观质量。然而尼龙材质又有着难以打磨的特性，若通过手工去抛光打磨，往往在消耗了大量的人力财力和时间之后才会达到目的。
中国专利201410084673.X公开了一种3D打印的3D模型表面的处理方法，该专利包括下列步骤：在3D打印完成的3D模型表面涂上胶水，形成一胶水层；在涂抹均匀胶水的3D打印模型表面，喷洒颗粒材料形成一浮饰层；在浮饰层处理好后，在浮饰层表面用光油进行喷涂一保护层。该专利虽然可以提高产品表面粗糙度，但会增加产品尺寸，且表面胶水层接触可能不牢固，有易脱落的风险。
中国专利201310443344.5公开了一种SLS制件表面后处理工艺，该专利包括下列步骤：表面喷砂，打磨，喷涂树脂混合剂，打磨，喷涂聚酯漆混合液。该专利虽然可以达到提高产品表面粗糙度及表面上色的目的，但操作过程过于复杂，需要消耗大量的人力，难以降低操作的成本。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于3D打印产品表面上色的工艺处理方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种基于3D打印产品表面上色的工艺处理方法，所述的基于3D打印产品表面上色的工艺处理方法包括如下步骤：
1)、3D打印产品的表面抛光工序，所述表面抛光工序包括如下步骤：
a)、磨料及3D打印产品准备：在抛光设备内加入磨料、水及抛光液，混合均匀后放入适量的3D打印产品；其中，所述磨料与3D打印产品的体积比例为1:1～1:3，所述磨料与3D打印产品的总体积占所述抛光设备的容器总容积的95％以上，所述水的比例占所述抛光设备的容器总容积的3％-5％，所述抛光液的比例占抛光设备容器总容积的1％-5％；
b)、设置抛光参数：抛光设备的主要参数为其滚筒转速，通常滚筒转速设置在30-1800r/min之间，也即是抛光设备的运行频率设置为0.5～30Hz，滚筒的旋转速度快慢决定着产品抛光后的质量；
c)、开启抛光设备，完成对3D打印产品的抛光；抛光过程中途需不断对3D打印产品抛光情况进行检测，根据抛光要求需要中途停止添加水和抛光液，待检测到3D打印产品表面的粗糙度达到Ra1.6～Ra12.5后，抛光结束，关闭抛光设备，排放水和抛光液，取出3D打印产品并清洗干净，抛光结束；
2)、染色工序：以水为介质，通过加热作用，使染料渗入产品表层，以起到上色的目的，染色工序包括如下步骤：
d)、准备溶剂并加热：将染色用烧杯盛水，打开加热源开始加热，并控制水温在90℃以内；所述染色用烧杯的大小和水量由3D打印产品的尺寸决定，所述染色用烧杯中所盛的水量占染色用烧杯容积的1/2～2/3；
e)、调配染料：将染料用温水调开，之后将染料倒入烧杯中调匀；将染料在40～60℃之间的温水中调开，并不断搅拌1-3分钟使之均匀，将调好的染液缓缓倾倒入染色用烧杯中，并搅拌至均匀为止；
f)、投入3D打印产品染色：将适量3D打印产品放入染液中开始染色；在染色用烧杯内将染液搅拌均匀后，将3D打印产品轻放入染液内，并不断搅拌；3D打印产品的最大盛放容积占烧杯容积的50％～70％，并保证染液把3D打印产品完全淹没；使用加热源对染液进行加热，整个染色过程中温度控制在90～100℃之间；
g)、染色完成：染色时间控制在1-5h内，得到所需要的颜色；整个过程中要注意3D打印产品表面颜色的变化，得到所需的颜色后，迅速将3D打印产品从染液中取出放入纯净的水中，待3D打印产品表面染液洗涤干净后即可取出3D打印产品，擦干表面的水即可。
本发明的有益效果为：首先，本发明对3D打印产品的上色工艺处理过程基本上都是由机器来完成的，节省了人力，并有效地缩短了处理时间；其次，3D打印产品表面粗糙度变得可控，可以在一个较大的范围内进行选择；第三，3D打印产品可以在不改变尺寸的情况下进行表面的抛光上色处理，因此不会影响3D打印产品的装配。
附图说明
图1是本发明的工艺流程框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种基于3D打印产品表面上色的工艺处理方法，所述的基于3D打印产品表面上色的工艺处理方法包括如下步骤：
1)、3D打印产品的表面抛光工序，所述表面抛光工序包括如下步骤：
a)、磨料及3D打印产品准备：在抛光设备内加入磨料、水及抛光液，混合均匀后放入适量的3D打印产品；其中，所述磨料与3D打印产品的体积比例为1:1～1:3，所述磨料与3D打印产品的总体积占所述抛光设备的容器总容积的95％以上，所述水的比例占所述抛光设备的容器总容积的3％-5％，所述抛光液的比例占抛光设备容器总容积的1％-5％；
b)、设置抛光参数：抛光设备的主要参数为其滚筒转速，通常滚筒转速设置在30-1800r/min之间，也即是抛光设备的运行频率设置为0.5～30Hz，滚筒的旋转速度快慢决定着产品抛光后的质量；
c)、开启抛光设备，完成对3D打印产品的抛光；抛光过程中途需不断对3D打印产品抛光情况进行检测，根据抛光要求需要中途停止添加水和抛光液，待检测到3D打印产品表面的粗糙度达到Ra1.6～Ra12.5后，抛光结束，关闭抛光设备，排放水和抛光液，取出3D打印产品并清洗干净，抛光结束；
2)、染色工序：以水为介质，通过加热作用，使染料渗入产品表层，以起到上色的目的，染色工序包括如下步骤：
d)、准备溶剂并加热：将染色用烧杯盛水，打开加热源开始加热，并控制水温在90℃以内；所述染色用烧杯的大小和水量由3D打印产品的尺寸决定，所述染色用烧杯中所盛的水量占染色用烧杯容积的1/2～2/3；
e)、调配染料：将染料用温水调开，之后将染料倒入烧杯中调匀；将染料在40～60℃之间的温水中调开，并不断搅拌1-3分钟使之均匀，将调好的染液缓缓倾倒入染色用烧杯中，并搅拌至均匀为止；
f)、投入3D打印产品染色：将适量3D打印产品放入染液中开始染色；在染色用烧杯内将染液搅拌均匀后，将3D打印产品轻放入染液内，并不断搅拌；3D打印产品的最大盛放容积占烧杯容积的50％～70％，并保证染液把3D打印产品完全淹没；使用加热源对染液进行加热，整个染色过程中温度控制在90～100℃之间；
g)、染色完成：染色时间控制在1-5h内，得到所需要的颜色；整个过程中要注意3D打印产品表面颜色的变化，得到所需的颜色后，迅速将3D打印产品从染液中取出放入纯净的水中，待3D打印产品表面染液洗涤干净后即可取出3D打印产品，擦干表面的水即可。
实施例一
1)、表面抛光工序，包括如下步骤：
a)、在抛光设备内加入体积比例为1：1的磨料和3D打印产品，磨料和3D打印产品的总体积占抛光设备的容器总容积的96％，加入比例占所述抛光设备的容器总容积的3％的水，加入比例占抛光设备容器总容积的1％抛光液，加入顺序是先加入水、抛光液和磨料并混合均匀，最后加入3D打印产品；
b)、设置抛光设备滚筒转速为30r/min；
c)、开启抛光设备，完成对3D打印产品的抛光；抛光过程中每30min检测抛光情况一次，直至3D打印产品表面粗糙度达到Ra1.6后抛光结束，关闭抛光设备，排放水和抛光液，取出3D打印产品并清洗干净，抛光结束；
2)、染色工序，包括如下步骤：
d)、根据3D打印产品的尺寸选择合适的染色用烧杯，将占染色用烧杯容积的1/2的水倒入染色用烧杯中，并打开加热源开始加热，控制水温在90℃以内；
e)、将染料用40℃的温水调开，之后将染料倒入染色用烧杯中调匀，并不断搅拌1分钟左右使之均匀，将调好的染液缓缓倾倒入染色用烧杯中，并搅拌至均匀为止；
f)、将适量产品放入染液中开始染色；在染色用烧杯内将染液搅拌均匀后，将3D打印产品轻放入染液内，并不断搅拌；3D打印产品的最大盛放容积占烧杯容积的50％，并保证染液把3D打印产品完全淹没；整个染色过程中温度控制在90℃；
g)、控制染色时间直到得到需要的颜色，整个过程中要注意3D打印产品表面颜色的变化，得到所需的颜色后，迅速将3D打印产品从染液中取出放入纯净的水中，待3D打印产品表面染液洗涤干净后即取出3D打印产品，擦干表面的水即可。
实施例二
1)、表面抛光工序，包括如下步骤：
a)、在抛光设备内加入体积比例为1：2的磨料和3D打印产品，磨料和3D打印产品的总体积占抛光设备的容器总容积的98％，加入比例占所述抛光设备的容器总容积的4％的水，加入比例占抛光设备容器总容积的3％抛光液，加入顺序是先加入水、抛光液和磨料并混合均匀，最后加入3D打印产品；
b)、设置抛光设备滚筒转速为1500r/min；
c)、开启抛光设备，完成对3D打印产品的抛光；抛光过程中每30min检测抛光情况一次，直至3D打印产品表面粗糙度达到Ra6.3后抛光结束，关闭抛光设备，排放水和抛光液，取出3D打印产品并清洗干净，抛光结束；
2)、染色工序，包括如下步骤：
d)、根据3D打印产品的尺寸选择合适的染色用烧杯，将占染色用烧杯容积的2/3的水倒入染色用烧杯中，并打开加热源开始加热，控制水温在90℃以内；
e)、将染料用50℃的温水调开，之后将染料倒入染色用烧杯中调匀，并不断搅拌2分钟左右使之均匀，将调好的染液缓缓倾倒入染色用烧杯中，并搅拌至均匀为止；
f)、将适量3D打印产品放入染液中开始染色；在染色用烧杯内将染液搅拌均匀后，将3D打印产品轻放入染液内，并不断搅拌；3D打印产品的最大盛放容积占烧杯容积的60％，并保证染液把3D打印产品完全淹没；整个染色过程中温度控制在95℃；
g)、控制染色时间直到得到需要的颜色，整个过程中要注意3D打印产品表面颜色的变化，得到所需的颜色后，迅速将3D打印产品从染液中取出放入纯净的水中，待3D打印产品表面染液洗涤干净后即取出3D打印产品，擦干表面的水即可。
实施例三
1)、表面抛光工序，包括如下步骤：
a)、在抛光设备内加入体积比例为1：3的磨料和3D打印产品，磨料和3D打印产品的总体积占抛光设备的容器总容积的98％，加入比例占所述抛光设备的容器总容积的5％的水，加入比例占抛光设备容器总容积的5％抛光液，加入顺序是先加入水、抛光液和磨料并混合均匀，最后加入3D打印产品；
b)、设置抛光设备滚筒转速为1800r/min；
c)、开启抛光设备，完成对3D打印产品的抛光；抛光过程中每30min检测抛光情况一次，直至3D打印产品表面粗糙度达到Ra12.5后抛光结束，关闭抛光设备，排放水和抛光液，取出3D打印产品并清洗干净，抛光结束；
2)、染色工序，包括如下步骤：
d)、根据3D打印产品的尺寸选择合适的染色用烧杯，将占染色用烧杯容积的2/3的水倒入染色用烧杯中，并打开加热源开始加热，控制水温在90℃以内；
e)、将染料用60℃的温水调开，之后将染料倒入染色用烧杯中调匀，并不断搅拌3分钟左右使之均匀，将调好的染液缓缓倾倒入染色用烧杯中，并搅拌至均匀为止；
f)、将适量3D打印产品放入染液中开始染色；在染色用烧杯内将染液搅拌均匀后，将3D打印产品轻放入染液内，并不断搅拌；3D打印产品的最大盛放容积占烧杯容积的70％，并保证染液把3D打印产品完全淹没；整个染色过程中温度控制在100℃；
g)、控制染色时间直到得到需要的颜色，整个过程中要注意3D打印产品表面颜色的变化，得到所需的颜色后，迅速将3D打印产品从染液中取出放入纯净的水中，待3D打印产品表面染液洗涤干净后即取出3D打印产品，擦干表面的水即可。
上述实施例中，实施例二得到的3D打印产品的上色效果最佳。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种基于3D打印产品表面上色的工艺处理方法，其特征在于，所述的基于3D打印产品表面上色的工艺处理方法包括如下步骤：
1)、3D打印产品的表面抛光工序，所述表面抛光工序包括如下步骤：
a)、磨料及3D打印产品准备：在抛光设备内加入磨料、水及抛光液，混合均匀后放入3D打印产品；
b)、设置抛光参数：设置抛光设备的运行频率为0.5～30Hz；
c)、开启抛光设备，完成对3D打印产品的抛光；
2)、染色工序：以水为介质，通过加热作用，使染料渗入产品表层，以起到上色的目的；
所述步骤2)中的染色工序还包括如下步骤：
d)、准备溶剂并加热：将染色用烧杯盛水，打开加热源开始加热，并控制水温在90℃以内；
e)、调配染料：将染料用温水调开，之后将染料倒入染色用烧杯中调匀；
f)、投入3D打印产品染色：将3D打印产品放入染液中开始染色；
g)、染色完成：染色时间控制在1-5h内，得到所需要的颜色；
所述步骤a)中，所述磨料与3D打印产品的体积比例为1:1～1:3，所述磨料与3D打印产品的总体积占所述抛光设备的容器总容积的95％以上，所述水的体积占所述抛光设备的容器总容积的3％-5％，所述抛光液的体积占抛光设备容器总容积的1％-5％；
所述步骤c)中，抛光过程中途需不断对3D打印产品抛光情况进行检测，待检测到3D打印产品的表面粗糙度达到Ra1.6～Ra12.5后，抛光结束，关闭抛光设备，排放水和抛光液，取出3D打印产品并清洗干净，抛光结束；
所述步骤d)中，所述染色用烧杯中所盛的水量占染色用烧杯容积的1/2～2/3；
所述步骤e)中，将染料在40～60℃之间的温水中调开，并不断搅拌1-3分钟使之均匀，将调好的染液缓缓倾倒入所述染色用烧杯中，并搅拌至均匀为止；
所述步骤f)中，在整个染色用烧杯内染液搅拌均匀后，将3D打印产品轻放入染液内，并不断搅拌；3D打印产品的最大盛放容积占烧杯容积的50％～70％，并保证染液把3D打印产品完全淹没；
所述步骤g)中，得到所需的颜色后，迅速将3D打印产品从染液中取出放入纯净的水中，待3D打印产品表面染液洗涤干净后即可取出3D打印产品，擦干表面的水即可；
所述步骤f)中，使用加热源对染液进行加热，整个染色过程中温度控制在90～100℃之间。
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