CN106378272A - 一种高分子聚合物3d打印件的抛光设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高分子聚合物3D打印件的抛光设备，包括有传送装置、除尘装置、喷涂装置、光固装置以及控制系统，其中除尘装置、喷涂装置和光固装置按顺序分布设置在传送装置上，3D打印件安置于传送装置上并通过传送装置带动按先后顺序移动通过除尘装置、喷涂装置和光固装置，控制系统控制和显示所有装置的工作情况，从而以流水线的方式完成一个3D打印件的抛光处理，故可以满足大批量的抛光处理，而且喷涂抛光的原理是在原本粗糙的3D打印机表面附着一层微米级的图层，从而填满3D打印件表面的粗糙纹路使得其表面变光滑，故该抛光方式不存在对原本产品表面损坏的情况，因此可应用在高精度的3D打印件上，另外抛光速度快，抛光速率可达每小时200-250件体积在直径50mm高50mm的圆柱体内的3D打印件。

Description

一种高分子聚合物 3D 打印件的抛光设备

技术领域

本发明涉及一种抛光设备，具体说是一种高分子聚合物3D打印件的抛光设备。

背景技术

目前在3D打印产品抛光的技术领域并没有与本发明类似的产品，最为接近的产品为滚轮抛光机。滚轮抛光机的工作原理主要依靠研磨颗粒与3D打印产品表面的摩擦将其表面的阶梯型纹路打磨光滑。将3D打印产品放入盛满研磨颗粒滚轮抛光机中，滚筒在滚动的过程中研磨颗粒会与3D打印产品摩擦从而起到抛光效果。现有的这种抛光技术有三大局限性：

1）只能满足小批量的抛光，能放入抛光机的3D打印件数有局限；

2）滚筒抛光技术属于减料抛光，也就是说抛光原理实际是以减少了材料为基础的抛光原理，因此此技术无法应用于抛光精度稍高的3D打印件；

3）抛光效率极低，单件3D打印件一般需要10小时以上的抛光时间。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种增大可抛光3D打印件的数量，降低3D打印件在抛光过程中的损伤，并且大幅度增加单位抛光时间的高分子聚合物3D打印件的抛光设备。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特点是包括有传送装置、除尘装置、喷涂装置、光固装置以及控制系统，所述除尘装置、喷涂装置和光固装置按顺序分布设置在传送装置上，所述3D打印件安置于传送装置上并通过传送装置带动按先后顺序移动通过除尘装置、喷涂装置和光固装置，所述控制系统控制和显示所有装置的工作情况。

其中，所述传送装置包括有传送台、位于传送台表面的传送履带以及多个供所述3D打印件连接固定的支撑件，所述支撑件的底部固接在传送履带上，所述3D打印件固接在支撑件的顶部，所述传送履带通过设置与传送台内的驱动电机带动进行运动。

为了实现在某些工序位置该3D打印件可转动，所述传送装置还包括有齿轮带，所述齿轮带设置在所述传送履带的旁边，所述齿轮带通过电机驱动而循环转动，所述支撑件上对应齿轮带的高度位置设有齿轮，当所述支撑件在传送履带的带动下运动到齿轮带的位置时所述支撑件上的齿轮与所述齿轮带相啮合而实现所述3D打印件随着齿轮的同步转动。

进一步的，所述支撑件包括有支撑杆、转轴以及固定座，所述支撑杆固接在所述转轴上端，所述3D打印件连接在所述支撑杆的顶部，所述齿轮设置在转轴上，所述转轴可转动连接在固定座上端，所述固定座的底部固接在所述传送履带上。

为了便于对应在抛光的产品的序列号，所述固定座开设有可放置标识所述3D打印件的物件的腔室，所述腔室开口在固定座的侧壁上。

本发明的除尘装置包括有除尘室、安装于除尘室中的若干除尘枪以及吸风机和出风机，所述除尘枪连接在除尘室中的插接杆上，所述吸风机装置于除尘室的上方，所述出风机装置于除尘室的下方，所述吸风机与出风机结合形成不间断的气流通道。

为了能消除3D打印件上的静电，所述除尘枪为可产生大量的带有正负电荷离子气流的静电除尘枪。

本发明的喷涂装置包括有喷涂室以及若干遥控喷枪，所述喷涂室中设有竖向导轨，所述遥控喷枪可上下移动调节地安装在竖向导轨上，所述遥控喷枪的下方通过管道连接着压缩机和材料罐，所述遥控喷枪通过所述控制系统控制其喷涂量。

为了提高喷涂质量和效率，所述喷涂室内的所述传送装置上设有齿轮带，所述齿轮带通过电机驱动而循环转动，所述支撑件上对应设有与齿轮带相啮合的齿轮，通过齿轮与齿轮带相啮合而实现所述3D打印件随着齿轮的同步转动，所述电机的转速通过所述控制系统控制。

本发明的所述光固装置包括有光固室、若干紫外线灯以及散热器，所述光固室在内壁和顶壁之间设有倾斜壁，所述紫外线灯分别安装在内壁、倾斜壁和顶壁上而实现覆盖90度照射区域，所述散热器安装在光固室的上方。

为进一步达到更好的光固效果，所述光固室内的所述传送装置上设有齿轮带，所述齿轮带通过电机驱动而循环转动，所述支撑件上对应设有与齿轮带相啮合的齿轮，通过齿轮与齿轮带相啮合而实现所述3D打印件随着齿轮的同步转动，所述电机的转速通过所述控制系统控制。

为了便于掌控设备的实际情况并可对之进行调整，所述控制系统包括控制电路和控制面板，所述控制面板安装在所述光固室的外壁上。

本发明的有益效果：

本发明采用传送装置来进行批量3D打印件的传输，使3D打印件按顺序经过除尘装置的除尘、喷涂装置的喷涂、以及光固装置的固化，从而以流水线的方式完成一个3D打印件的抛光处理，所有装置通过控制系统精确控制，并可显示所有装置的工作情况，故可以满足大批量的抛光处理，而且喷涂抛光的原理是在原本粗糙的3D打印件表面附着一层微米级的涂层，从而填满3D打印件表面的粗糙纹路使得其表面变光滑，故该抛光方式不存在对原本产品表面损坏的情况，因此可应用在高精度的3D打印件上，另外抛光速度快，抛光速率可达每小时200-250件体积在直径50mm高50mm的圆柱体内的3D打印件。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的分解结构示意图。

图3为本发明传送装置的立体结构示意图。

图4为图3中A部分的放大结构示意图。

图5为本发明支撑杆与3D打印机的装配结构示意图。

图6为本发明除尘装置与传送装置的装配结构示意图。

图7为本发明喷涂装置与传送装置的装配结构示意图。

图8为本发明光固装置与传送装置的装配结构示意图。

图9为本发明控制面板的显示内容示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，包括有传送装置1、除尘装置2、喷涂装置3、光固装置4以及控制系统，其中除尘装置2、喷涂装置3和光固装置4按顺序分布设置在传送装置1上，3D打印件6安置于传送装置1上并通过传送装置1带动按先后顺序移动通过除尘装置2、喷涂装置3和光固装置4，控制系统控制和显示所有装置的工作情况，从而以流水线的方式完成一个3D打印件6的抛光处理，故可以满足大批量的抛光处理，而且喷涂抛光的原理是在原本粗糙的3D打印件6表面附着一层微米级的涂层，从而填满3D打印件6表面的粗糙纹路使得其表面变光滑，故该抛光方式不存在对原本产品表面损坏的情况，因此可应用在高精度的3D打印件6上，另外抛光速度快，抛光速率可达每小时200-250件体积在直径50mm高50mm的圆柱体内的3D打印件6。

如图3所示，该实施例的传送装置1包括有呈“回”形的传送台11、位于传送台11表面的传送履带12以及多个供3D打印件6连接固定的支撑件13，该实施例的传送台11的表面向下略微凹陷形成环形凹槽，该传送履带12环绕在该环形凹槽中，在传送台11内设有驱动电机（图中未示出），该驱动电机的转轴伸出该环形凹槽并带动传送履带12顺着环形凹槽循环移动，该支撑件13的底部固接在传送履带12上，而3D打印件6则固接在支撑件13的顶部，故3D打印件6可随着传送履带12的移动而同步移动。该实施例的传送装置1上还设有两段齿轮带14，这两段齿轮带14分别位于传送台11的两对边上，且位于传送履带12的外侧边，该齿轮带14为环形带，齿轮带14的外环面具有齿牙，内环面为光滑弹性面，在齿轮带14的两端设有一个带轮16，两个带轮16的排列方向与传送履带12的运动方向相同，且两带轮16将齿轮带14撑起拉紧以保证带轮16转动带动齿轮带14运动，这两个带轮16通过电机15的电机轴带动转动。

如图5所示，该实施例的支撑件13包括有支撑杆131、转轴132以及固定座133，该实施例的支撑杆131固接在转轴132上端，其固接方式为压合方式，3D打印件6连接在支撑杆131的顶部，3D打印件6通过插接方式固接在支撑杆131顶部，该转轴132的下半部分为齿轮状，当该支撑件13随传送履带12移动到该齿轮带14的位置时，转轴132上的齿轮134就会与齿轮带14的齿牙相啮合，从而带动转轴132以及转轴132上方的支撑杆131和3D打印件6同步转动，如图4所示，而该转轴132与固定座133之间是通过轴承连接，故下方的固定座133不会转动，该固定座133的底部是固接在传送履带12上，可以利用传送履带12的间隙来固定。由于考虑到在喷涂工序时涂料容易喷涂到支撑杆131的最上端，如果反复使用支撑杆131的最上端容易使其增加厚度，导致连接3D打印件6不牢固，因此将支撑杆131设计成上部廉价的一次性塑料支杆1311和下部可多次使用的铝合金支撑杆1312，其中铝合金支撑杆1312有不同长度可以选择，可用来适应不同3D打印件6大小。该实施例的固定座133开设有可放置圆柱形贴有标签的塑料盒的腔室135，该腔室135开口在固定座133的侧壁上，故可方便对应在抛光的产品的序列号。

如图6所示，该实施例的除尘装置2包括有除尘室21、安装于除尘室21中的三把除尘枪22以及吸风机23和出风机24，该实施例的除尘枪22为静电除尘枪22，这三把静电除尘枪22连接在除尘室21中的插接杆25上，位于传送履带12的外侧，该实施例的吸风机23装置于除尘室21的上方，出风机24装置于除尘室21的下方。该静电除尘枪22可产生大量的带有正负电荷离子的气流，被压缩气高速吹出，可以将3D打印件6上所带的电荷中和掉，当3D打印件6表面所带电荷为负电荷时，它会吸引气流中的正电荷，当3D打印件6表面所带电荷为正电荷时，它会吸引气流中的负电荷，从而使3D打印件6表面上的静电被中和，达到消除静电的目的，高速的压缩气还可将3D打印件6上的顽固积尘吹走。3D打印件6表面的静电被消除了，自然也就不会吸附空气中的灰尘了。同时吸风机23与出风机24形成不间断的气流通道，将经过静电除尘枪22处理过的灰尘带出除尘室21并进入过滤网，该实施例的过滤网安装在出风机24的位置。

如图7所示，该实施例的喷涂装置3包括有喷涂室31以及三把遥控喷枪32，在喷涂室31中设有三根竖向导轨33，这三根竖向导轨33均位于传送履带12的外侧，且与传送履带12的传输方向平行，每根竖向导轨33安装一把遥控喷枪32，遥控喷枪32可上下移动调节地安装在竖向导轨33上，该遥控喷枪32的下方通过管道连接着压缩机和材料罐；上述的其中一段齿轮带14设置在该喷涂室31内，故3D打印件6进入到该喷涂室31时，就会在齿轮134与齿轮带14的相啮合下转动，该实施例的遥控喷枪32和齿轮带14上的电机15都是通过控制系统控制，每把遥控喷枪32可控制其喷涂量为0-50L/min，每件3D打印件6被被喷涂的时间为3-5s，同时被喷涂的3D打印件6的转速也可以被控制为0-300rpm，其喷涂周期短，而且不同控制量可实现该设备用于均匀抛光大小不同的3D打印件6。

如图8所示，该实施例的光固装置4包括有光固室41、六盏紫外线灯42以及散热器43，该光固室41在内壁和顶壁之间设有倾斜壁44，这六盏紫外线灯42分三排分别安装在内壁、倾斜壁44和顶壁上，从而实现覆盖90度照射区域，每盏紫外线灯42有两根灯管421，一共有十二根灯管421，每根灯管421功率在40W-100W；上述的另一段齿轮带14设置在该光固室41内，故3D打印件6进入到该光固室41时，就会在齿轮134与齿轮带14的相啮合下转动，从而能得到更好的固化效果；该实施例的散热器43安装在光固室41的上方，起到良好的散热效果。

该实施例的控制系统包括控制电路和控制面板5，其中控制面板5安装在光固室41的外壁上。如图9所示，该图中所展示的是喷涂室31中可控制的多项参数。左侧为控制区，可对预设的独立的遥控喷枪32的喷速以及3D打印件6的转速进行设置；右侧为实时数据，便于掌控喷涂装置的实际情况，并对之进行一定调整。该实施例采用的涂料是光敏树脂涂料，在均匀喷涂到3D打印件6的表面后，通过紫外线灯42的照射会发生固化反应，形成一层微米级的树脂涂层薄膜，以贴补3D打印件6表面的不均匀，从而达到抛光效果，而且光固化树脂还有以下几大特性：1、高硬度，耐摔；2、防粘尘，易清洁；3、抗菌，卫生；4、生物兼容，减少过敏反应的可能。

尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。

Claims (12)

1.一种高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于包括有传送装置（1）、除尘装置（2）、喷涂装置（3）、光固装置（4）以及控制系统，所述除尘装置（2）、喷涂装置（3）和光固装置（4）按顺序分布设置在传送装置（1）上，所述3D打印件（6）安置于传送装置（1）上并通过传送装置（1）带动按先后顺序移动通过除尘装置（2）、喷涂装置（3）和光固装置（4），所述控制系统控制和显示所有装置的工作情况。

2.根据权利要求1所述的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于所述传送装置（1）包括有传送台（11）、位于传送台（11）表面的传送履带（12）以及多个供所述3D打印件（6）连接固定的支撑件（13），所述支撑件（13）的底部固接在传送履带（12）上，所述3D打印件（6）固接在支撑件（13）的顶部，所述传送履带（12）通过设置于传送台（11）内的驱动电机带动进行运动。

3.根据权利要求2所述的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于所述传送装置（1）还包括有齿轮带（14），所述齿轮带（14）设置在所述传送履带（12）的旁边，所述齿轮带（14）通过电机（15）驱动而循环转动，所述支撑件（13）上对应齿轮带（14）的高度位置设有齿轮（134），当所述支撑件（13）在传送履带（12）的带动下运动到齿轮带（14）的位置时所述支撑件（13）上的齿轮（134）与所述齿轮带（14）相啮合而实现所述3D打印件（6）随着齿轮（134）的同步转动。

4.根据权利要求3所述的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于所述支撑件（13）包括有支撑杆（131）、转轴（132）以及固定座（133），所述支撑杆（131）固接在所述转轴（132）上端，所述3D打印件（6）连接在所述支撑杆（131）的顶部，所述齿轮（134）设置在转轴（132）上，所述转轴（132）可转动连接在固定座（133）上端，所述固定座（133）的底部固接在所述传送履带（12）上。

5.根据权利要求4所述的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于所述固定座（133）开设有可放置标识所述3D打印件（6）的物件的腔室（135），所述腔室（135）开口在固定座（133）的侧壁上。

6.根据权利要求1所述的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于所述除尘装置（2）包括有除尘室（21）、安装于除尘室（21）中的若干除尘枪（22）以及吸风机（23）和出风机（24），所述除尘枪（21）连接在除尘室（21）中的插接杆（25）上，所述吸风机（23）装置于除尘室（21）的上方，所述出风机（24）装置于除尘室（21）的下方，所述吸风机（23）与出风机（24）结合形成不间断的气流通道。

7.根据权利要求6所述的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于所述除尘枪（22）为可产生大量的带有正负电荷离子气流的静电除尘枪（22）。

8.根据权利要求1所述的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于所述喷涂装置（3）包括有喷涂室（31）以及若干遥控喷枪（32），所述喷涂室（31）中设有竖向导轨（33），所述遥控喷枪（32）可上下移动调节地安装在竖向导轨（33）上，所述遥控喷枪（32）的下方通过管道连接着压缩机和材料罐，所述遥控喷枪（32）通过所述控制系统控制其喷涂量。

9.根据权利要求8所述的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于所述喷涂室（31）内的所述传送装置（1）上设有齿轮带（14），所述齿轮带（14）通过电机（15）驱动而循环转动，所述支撑件（13）上对应设有与齿轮带（14）相啮合的齿轮（134），通过齿轮（134）与齿轮带（14）相啮合而实现所述3D打印件（6）随着齿轮（134）的同步转动，所述电机（15）的转速通过所述控制系统控制。

10.根据权利要求1所述的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于所述光固装置（4）包括有光固室（41）、若干紫外线灯（42）以及散热器（43），所述光固室（41）在内壁和顶壁之间设有倾斜壁（44），所述紫外线灯（42）分别安装在内壁、倾斜壁（44）和顶壁上而实现覆盖90度照射区域，所述散热器（43）安装在光固室（41）的上方。

11.根据权利要求10所述的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于所述光固室（41）内的所述传送装置（1）上设有齿轮带（14），所述齿轮带（14）通过电机（15）驱动而循环转动，所述支撑件（13）上对应设有与齿轮带（14）相啮合的齿轮（134），通过齿轮（134）与齿轮带（14）相啮合而实现所述3D打印件（6）随着齿轮（134）的同步转动，所述电机（15）的转速通过所述控制系统控制。

12.根据权利要求10所述的高分子聚合物3D打印件的抛光设备，其特征在于所述控制系统包括控制电路和控制面板（5），所述控制面板（5）安装在所述光固室（41）的外壁上。