CN107297901A - Pla材质3d打印作品的有机溶剂抛光装置 - Google Patents

Abstract

PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置，其特征在于由壳体、密封上盖、透明钢化玻璃、不锈钢网格、加热底板、药剂蠕动泵、有机溶剂、控制面板、控制主板、AC－DC降压电路构成一种将PLA材质3D打印作品的表面实现利用有机溶剂的抛光装置，PLA材质3D打印作品通过有机溶剂的蒸熏而溶解成光滑表面，所挥发出的有机溶剂经过抽回液化以用于抛光的循环使用。本发明结构简单合理，巧妙应用三氯甲烷有机溶剂，利用“相似相溶”原理，可以将PLA材质打印的3D打印作品表面，由3D打印增材制造技术所自然形成的从“层层梯田”，变成表面“玉石圆润”的质感。

Description

PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置

技术领域

本发明涉及3D打印作品的抛光装置，是在机械粗抛光工序之后所需的一种精细抛光装置，具体是一种利用特殊的有机溶剂产生大量蒸汽并均匀与其表面相接触而达到有机溶剂抛光装置。

背景技术

用PLA材质所打印3D打印作品，虽然有着成型快，花费低的特点，粗糙的外表绝对是一个不可忽视的缺点，通常会因为各种因素而导致实际所得到的3D打印作品表面毛毛糙糙，这时就需要对3D打印作品进行后期处理——打磨。打磨又叫机械抛光，可以帮助消除3D打印模型表面的毛刺，打磨的工具是斜口钳、砂纸，一开始是用斜口钳去除较明显的毛刺、拉丝及不需要的打印支撑。再使用较粗糙的砂纸，后期使用较细腻的砂纸。而且同一个地方不要操作时间过长，以防摩擦生热过多熔化表面。经过机械抛光后，如果你仔细观察，仍然可以看到模型通过打印头层层堆积起来的痕迹，打个比方，就好比是丘陵地区的“层层梯田”，这时需要一种更为精细的表面“圆润”抛光的有机溶剂抛光装置。

发明内容

本发明的目的在于提供PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置，以解决上述背景技术中提出的种种问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置，其特征在于由壳体、密封上盖、透明钢化玻璃、不锈钢网格、加热底板、药剂蠕动泵、有机溶剂、控制面板、控制主板、AC－DC降压电路构成一种将PLA材质3D打印作品的表面实现利用有机溶剂的抛光装置，PLA材质3D打印作品通过有机溶剂的蒸熏而溶解成光滑表面，所挥发出的有机溶剂经过抽回液化以用于抛光的循环使用。抛光室的底部安装有加热底板，可在控制主板及温度专感器的控制下，使有机溶剂保持沸腾而使大量的蒸汽充满抛光室，在有机溶剂液面上方设置有不锈钢网格，用以放置待进行有机溶剂抛光的3D打印作品，所述密封上盖及抛光室前侧采用透明钢化玻璃材质，密封上盖下沿有一圈弹性硅橡胶，以确保密封上盖与抛光室构成密闭空间，所述密封上盖上设有上盖把手，便于手持上盖把手打开密封上盖而使上盖向上掀起。所述药剂蠕动泵内的管道采用耐腐蚀的硅橡胶圆管，不通电时管路自然呈关闭状态，所述药剂蠕动泵通过两只药剂蠕动泵固定螺钉固定在壳体上，所述药剂蠕动泵上有药剂蠕动泵入口、药剂蠕动泵出口，药剂蠕动泵入口与药剂硅胶导管相连接，药剂硅胶导管插入到有机溶剂液面以下，并达到有机溶剂试剂瓶的底部，药剂蠕动泵出口与抛光室隐形药剂管相连通，抛光室隐形药剂管的底端的四周设有抛光室隐形药剂管半圆出液口。有机溶剂试剂瓶内放置有易挥发的可溶解PLA材质的专用有机溶剂，有机溶剂试剂瓶通过有机溶剂试剂瓶限位板限位固定在装置内，有机溶剂试剂瓶的瓶口由有机溶剂试剂瓶密封盖旋紧并保持密封状态，有机溶剂试剂瓶密封盖上部开有略小于药剂硅胶导管的圆孔，与药剂硅胶导管利用自身弹性保持密封不漏气。所述控制面板位于壳体的前侧底部，控制面板内部通过排钱与控制主板相连接，控制面板上包括电源开关、温度控制按键、加液控制按键、温度工作状态显示屏、加热时间按键、抽液时间按键、抽气时间按键等部件组成，其中电源开关控制AC－DC降压电路的供电，温度控制按键可加减调节有机溶剂的沸腾温度，加液控制按键可调节加液的持续时间而控制有机溶剂的加液量，温度工作状态显示屏可以显示当前抛光装置所处的工作阶段，并实时显示抛光室设在加热底板圆心的温度传感器所感知的温度，加热时间按键可调节产生有机溶剂蒸汽的持续作用时间而控制有机溶剂抛光的程度，抽液时间按键可调节抛光室内有机溶剂回抽的作用时间，抽气时间按键可调节抛光室内残留有机溶剂蒸汽的回收液化的作用时间，有机溶剂抛光的所有流程完成后由蜂鸣器发出3D打印作品有机溶剂抛光完成的提示。

3D打印作品有机溶剂抛光完成后，手持上盖把手打开密封上盖而使上盖向上掀起，即可取出抛光后的3D打印作品。

作为本发明进一步的方案：所述PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置，对于使PLA耗材打印的3D打印作品而言，经多次实验，抛光速度最快、抛光效果最佳是使用三氯甲烷这一有机溶剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单合理，巧妙应用三氯甲烷有机溶剂，利用“相似相溶”原理，可以将PLA材质打印的3D打印作品表面，由3D打印增材制造技术所自然形成的从“层层梯田”，变成表面“玉石圆润”的质感。

附图说明

图1为本发明PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置的整体结构示意图；

图2为本发明PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置的使用效果图；

图3为本发明PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置的电路原理图。

图中：1-壳体、21-密封上盖、22-上盖把手、23-上盖向上掀起、3-不锈钢网格、4-加热底板、5-控制面板、51-电源开关、52-温度控制按键、53-加液控制按键、54-温度工作状态显示屏、55-加热时间按键、56-抽液时间按键、57-抽气时间按键、58-蜂鸣器、6-药剂蠕动泵、61-药剂蠕动泵入口、62-药剂蠕动泵出口、63-药剂蠕动泵固定螺钉、64-药剂硅胶导管、7-有机溶剂试剂瓶、71-有机溶剂液面、72-有机溶剂试剂瓶限位板、73-有机溶剂试剂瓶密封盖、8-抛光室隐形药剂管、81-抛光室隐形药剂管半圆出液口、9-透明钢化玻璃。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置，其特征在于，由壳体1、密封上盖21、透明钢化玻璃9、不锈钢网格3、加热底板4、药剂蠕动泵6、控制面板5、有机溶剂、控制主板、AC－DC降压电路构成一种将PLA材质3D打印作品的表面实现利用有机溶剂的抛光装置，PLA材质3D打印作品通过有机溶剂的蒸熏而溶解成光滑表面，所挥发出的有机溶剂经过抽回液化以用于抛光的循环使用。抛光室的底部安装有加热底板4，可在控制主板及温度传感器的控制下，使有机溶剂保持沸腾而使大量的蒸汽充满抛光室，在有机溶剂液面上方设置有不锈钢网格3，用以放置待进行有机溶剂抛光的3D打印作品，所述密封上盖21及抛光室前侧采用透明钢化玻璃9材质，密封上盖21下沿有一圈弹性硅橡胶，以确保密封上盖21与抛光室构成密闭空间，所述密封上盖21上设有上盖把手22，便于手持上盖把手22打开密封上盖21而使上盖向上掀起23。所述药剂蠕动泵6内的管道采用耐腐蚀的硅橡胶圆管，不通电时管路自然呈关闭状态，所述药剂蠕动泵6通过两只药剂蠕动泵固定螺钉63固定在壳体1上，所述药剂蠕动泵6上有药剂蠕动泵入口61、药剂蠕动泵出口62，药剂蠕动泵入口61与药剂硅胶导管64相连接，药剂硅胶导管64插入到有机溶剂液面71以下，并达到有机溶剂试剂瓶7的底部，药剂蠕动泵出口62与抛光室隐形药剂管8相连通，抛光室隐形药剂管8的底端的四周设有抛光室隐形药剂管半圆出液口81。有机溶剂试剂瓶7内放置有易挥发的可溶解PLA材质的专用有机溶剂，有机溶剂试剂瓶7通过有机溶剂试剂瓶限位板72限位固定在装置内，有机溶剂试剂瓶7的瓶口由有机溶剂试剂瓶密封盖73旋紧并保持密封状态，有机溶剂试剂瓶密封盖73上部开有略小于药剂硅胶导管64的圆孔，与药剂硅胶导管64利用自身弹性保持密封不漏气。所述控制面板5位于壳体1的前侧底部，控制面板5内部通过排钱与控制主板相连接，控制面板5上包括电源开关51、温度控制按键52、加液控制按键53、温度工作状态显示屏54、加热时间按键55、抽液时间按键56、抽气时间按键57等部件组成，其中电源开关51控制AC－DC降压电路的供电，温度控制按键52可加减调节有机溶剂的沸腾温度，加液控制按键53可调节加液的持续时间而控制有机溶剂的加液量，温度工作状态显示屏54可以显示当前抛光装置所处的工作阶段，并实时显示抛光室设在加热底板4圆心的温度传感器所感知的温度，加热时间按键55可调节产生有机溶剂蒸汽的持续作用时间而控制有机溶剂抛光的程度，抽液时间按键56可调节抛光室内有机溶剂回抽的作用时间，抽气时间按键57可调节抛光室内残留有机溶剂蒸汽的回收液化的作用时间，有机溶剂抛光的所有流程完成后由蜂鸣器58发出3D打印作品有机溶剂抛光完成的提示。

请参阅图2，3D打印作品有机溶剂抛光完成后，手持上盖把手22打开密封上盖21而使上盖向上掀起23，即可取出抛光后的3D打印作品，本发明PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置的实际使用效果如图2所示。所述PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置，对于使PLA耗材打印的3D打印作品而言，经多次实验，抛光效果最好是三氯甲烷。

本发明的工作原理是：市电220V电压由电源开关控制输送至AC－DC降压电路，得到arduino开源单片机所需的5V工作电压，以及药剂蠕动泵所需的12V直流电压，还有一路交流220电压经电源开关、保险管、加热底板继电器，再连接到加热底板上。控制主板上设有arduino开源单片机模块，其控制输入端与控制面板通过排线相连接，同时由设在加热底板圆心处的温度传感器向arduino开源单片机提供温度信息。其控制输出端一路通过加热底板继电器，控制加热底板的工作与停止，并使抛光室的温度恒定在有机溶剂的沸腾温度，以使有机溶剂迅速汽化，arduino开源单片机输出端另一路通过双联继电器，通过将12V直流电的正负极的切换以控制药剂蠕动泵的正转与反转，其正转与反转的持续作用时间由控制面板对应按钮来控制调节。当所有有机溶剂抛光流程结束完成后，由arduino开源单片机输出一个5V电压，驱动蜂鸣器发出抛光完成提示声音。本发明PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置在使用时，只需根据实际抛光的需求，输入交互式抛光参数，便能全自动地智能化地完成有机溶剂抛光。

进一步地，为了让人们更好地理解本发明的技术细节，将相关实验操控数据公布，以便他人进一步地提升改进出新的技术方案。但需说明的是实际的数据受抛光室的容积、装置的材质、药剂蠕动泵性能等多个相关因素有关，以下实验数据仅作为本实施例实际采用的技术参数所对应的实验结果，提供同行人员一定的技术参考。下面是PLA耗材3D打印作品的三氯甲烷的抛光测试实验数据，为了控制多变呈因素的影响，本次实验统一使用相同的3D打印机打印出的同一个颜色的同一种3D作品进行测试。

（1）时间影响因素的测试

（2）溶剂的温度因素的测试

（3）溶剂抽空固化时间的影响测试

实验数据分析：基于三氯甲烷的物理性质，汽化量越来越大，抛光效果越来越明显，同时所需要的工作时间也相应地减少，如果作用时间过长，会造成作品的细节部分因溶解过度而造成细节丢失现象，而抽空固化时间因环境因素变化不大，只需确保足够的时间，便能达到表面溶剂挥发完全而不再粘手，且不易在作品上留下手的指纹。基于PLA材质，在本作品提供的技术抛光条件下，其抛光最佳方案数据为：控温60度，抛光作用时间7分种，抽空固化时间需达10分钟以上。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置，其特征在于由壳体、密封上盖、透明钢化玻璃、不锈钢网格、加热底板、药剂蠕动泵、有机溶剂、控制面板、控制主板、AC－DC降压电路构成一种将PLA材质3D打印作品的表面实现利用有机溶剂的抛光装置。

2.根据权利要求1所述的PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置，其特征在于，所述加热底板安装在抛光室的底部，在由温度专感器提供温度信息在控制主板控制下，使有机溶剂保持沸腾蒸汽充满抛光室，在有机溶剂液面上方设置有不锈钢网格，所述密封上盖及抛光室前侧采用透明钢化玻璃材质，密封上盖下沿有一圈弹性硅橡胶，所述密封上盖上设有上盖把手。

3.根据权利要求1所述的PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置，其特征在于，所述药剂蠕动泵内的管道采用耐腐蚀的硅橡胶圆管，通过螺钉固定在壳体上，所述药剂蠕动泵上有药剂蠕动泵入口、药剂蠕动泵出口，药剂蠕动泵入口与药剂硅胶导管相连接，药剂硅胶导管插入到有机溶剂液面以下，药剂蠕动泵出口与抛光室隐形药剂管相连通，抛光室隐形药剂管的底端的四周设有抛光室隐形药剂管半圆出液口。

4.根据权利要求1所述的PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置，其特征在于，所述控制面板位于壳体的前侧底部，控制面板内部通过排钱与控制主板相连接，控制面板上包括电源开关、温度控制按键、加液控制按键、温度工作状态显示屏、加热时间按键、抽液时间按键、抽气时间按键等部件组成，抛光流程完成后由蜂鸣器发出抛光完成的提示。

5.根据权利要求1所述的PLA材质3D打印作品的有机溶剂抛光装置，其特征在于，所述有机溶剂，使用三氯甲烷这一有机溶剂时，其抛光速度最快、抛光效果最佳，有机溶剂试剂瓶通过有机溶剂试剂瓶限位板限位固定在装置内，有机溶剂试剂瓶密封盖上部开有略小于药剂硅胶导管的圆孔。