CN111347051A - 一种适用于后烧结类型金属3d打印的高效率抛光方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,其包括以下步骤:使用3D打印技术获得打印件;将获得的打印件放入烧结炉内进行预烧结;将预烧结后的烧结件根据其各自规格需求进行预抛光;将预抛光后的烧结件再次放入烧结炉内进行二次烧结;将二次烧结后的烧结件进行二次抛光。本发明中通过对烧结件进行预抛光和二次抛光,明显的减少了抛光时所需的机械力及抛光时间,可以更短的时间达成镜面成果,提升了抛光效率及抛光完整度,同时也节省了经济成本,进一步的提高了制品的实用性和工业应用普及度。
Description
技术领域
本发明属于粉末冶金技术以及3D打印技术领域,具体涉及一种适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法。
背景技术
金属3D打印目前最主要的制造技术是将粉末利用雷射直接烧结,然而随着粉末冶金后烧结技术的逐渐成熟,金属增材制造技术已经可分成直接烧结和后烧结类型,后烧结技术是以某种方式将金属粉末黏结成型后,经过后处理以及烧结成为纯金属零件的方式。通常后烧结类型的金属3D打印件原始表面粗糙度为Ra3-20um,对于有滑动接触需求的产品来说,高表面粗糙度易造成产品磨损、触感不佳,降低了产品的实用性,因此需要对烧结后的产品进行抛光处理来降低表面粗糙度以尽可能获得镜面效果,镜面的表面粗糙度为Ra0.03-0.1um。
目前,大都是对直接烧结的打印件进行抛光处理,由于烧结后的打印件具有一定的原始硬度,对于形状比较复杂及硬度在100HV以上的难以抛光的打印件来说,增大了抛光难度,可能会造成打印件在抛光过程中损坏,提高了材料成本。一些自动化机械抛光或人工抛光方式可以对产业内大多数产品进行抛光获得镜面效果,但由于打印件因其特殊的堆栈成型痕迹而难以操作,在操作过程中会使得产品外观容易变形,甚至会被抛光媒介内的蜡或其他介质所污染,产生大量的清洗需求;而人工抛光往往又会花费较多时间,进一步会面临高工时及高人力需求等问题,使打印件在产业中很难取得成本平衡,因此,很有必要提高打印件的抛光效率及抛光完整度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,用以解决上述技术问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,包括以下步骤:
步骤S1,使用3D打印技术获得打印件;
步骤S2,将获得的打印件放入烧结炉内进行预烧结;
步骤S3,将预烧结后的烧结件根据其各自规格需求进行预抛光;
步骤S4,将预抛光后的烧结件再次放入烧结炉内进行二次烧结;
步骤S5,将二次烧结后的烧结件再进行二次抛光。
优选的,使用3D打印技术获得的打印件材质为不锈钢。
优选的,预烧结是在真空条件下进行的。
优选的,二次烧结是在真空条件下进行的。
优选的,预烧结过程中最高温度为1150℃-1300℃,预烧结总时间为9-11小时。
优选的,二次烧结过程中最高温度为1300℃-1400℃,二次烧结总时间为7-9小时。
与现有技术相比,本发明具有以下技术效果:
1、本发明提供的技术方案中,通过预烧结过程得到的预烧结件硬度相比较最终产品的硬度减少了30%-50%,而且对预抛光后的烧结件进行二次烧结时也不会造成烧结件表面粗糙度的提升,这样在对烧结件进行抛光时可以更短的时间达成镜面成果,明显减少了抛光过程中所需的机械力和时间;此外对于形状比较复杂且难以抛光的打印件来说,相应的减少了打印件在抛光过程中的损坏现象,提升了抛光效率及抛光完整度。
2、本发明中,预烧结和二次烧结是在真空条件下进行的,这样可减少有害成分对产品的不良影响,气体在打印件尚未完全烧结前就会从气孔中逸出,使烧结件气孔变少,对促进烧结后期的收缩也有明显作用,进一步的提高了制品的实用性和工业应用普及度。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
附图说明
图1为本发明中后烧结类型金属3D打印件高效率抛光方法的具体流程示意图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
一种适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,包括以下步骤:
步骤S1,使用3D打印技术获得打印件;
步骤S2,将获得的打印件放入烧结炉内进行预烧结;
步骤S3,将预烧结后的烧结件根据其各自规格需求进行预抛光;
步骤S4,将预抛光后的烧结件再次放入烧结炉内进行二次烧结;
步骤S5,将二次烧结后的烧结件再进行二次抛光。
本发明提供的技术方案中,使用3D打印技术获得打印件后,将该打印件的烧结过程分成预烧结和二次烧结,将抛光过程分成预抛光和二次抛光。通过预烧结过程得到的预烧结件硬度相比较最终产品的硬度减少了30%-50%,而且对预抛光后的烧结件进行二次烧结时也不会造成烧结件表面粗糙度的提升,这样在对烧结件进行抛光时可以更短的时间达成镜面成果,明显减少了抛光过程中所需的机械力和时间;此外对于形状比较复杂且难以抛光的打印件来说,相应的减少了打印件在抛光过程中的损坏现象,提升了抛光效率及抛光完整度。
进一步的,使用3D打印技术获得的打印件材质为不锈钢。
进一步的,本发明中预烧结和二次烧结是在真空条件下进行的,这样可减少有害成分对产品的不良影响,气体在打印件尚未完全烧结前就会从气孔中逸出,使烧结件气孔变少,对促进烧结后期的收缩也有明显作用,进一步的提高了制品的实用性和工业应用普及度。
进一步的,预烧结过程中,将打印件烧结至相对不锈钢密度的80-90%之间,最高温为1150℃-1300℃,预烧结总时间为9-11小时,其在最高温条件下烧结时间为1-2小时。
进一步的,二次烧结过程中,将烧结件烧结至相对不锈钢密度的95%以上,最高温度为1300℃-1400℃,二次烧结总时间为7-9小时,其在最高温条件下烧结时间为1-2小时。
实施例一:随机选取3个金属3D打印技术行业内常见的不锈钢经典款钩扣(材质为316L)进行实验说明,对比例1是随机选取其中1个不锈钢经典款钩扣通过传统做法即对直接烧结后的烧结件进行抛光处理,剩下的2个不锈钢经典款钩扣分别用于实验例1和实验例2,通过本发明提供的抛光方法对实验例1和实验例2进行抛光处理;以3个不锈钢经典款钩扣最终成品表面达到镜面粗糙度所需的抛光时间来作为对比标准。
一种适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,包括以下步骤:
步骤S1,使用3D打印技术获得打印件;
步骤S2,将获得的打印件放入烧结炉内进行预烧结;
步骤S3,将预烧结后的烧结件根据其各自规格需求通过碟型离心抛光机进行预抛光;
步骤S4,将预抛光后的烧结件再次放入烧结炉内进行二次烧结;
步骤S5,将二次烧结后的烧结件利用磁力钢针抛光及电浆抛光对其进行二次抛光。
实验例1中的预烧结和二次烧结是在温度分别为1300℃和1350℃的真空烧结炉内进行的,预烧结和二次烧结时间分别为11小时和8.5小时;
实验例2中的预烧结和二次烧结是在温度分别为1200℃和1400℃的真空烧结炉内进行的,预烧结和二次烧结时间分别为9小时和9小时;
对比例1是在1380℃的烧结温度下对其烧结17小时。
对比结果如表1所示:
实施例二:随机选取3个金属3D打印技术行业内形状比较复杂的不锈钢镂空饰品(材质为17-4PH)进行实验说明,对比例2是随机选取其中1个不锈钢镂空饰品通过传统做法即对直接烧结后的烧结件进行抛光处理,剩下的2个不锈钢镂空分别用于实验例3和实验例4,通过本发明提供的抛光方式对实验例3和实验例4进行抛光处理;以3个不锈钢镂空饰品最终成品表面达到镜面粗糙度所需的抛光时间来作为对比标准。
一种适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,包括以下步骤:
步骤S1,使用3D打印技术获得打印件;
步骤S2,将获得的打印件放入烧结炉内进行预烧结;
步骤S3,将预烧结后的烧结件根据其各自规格需求通过碟型离心抛光机进行预抛光;
步骤S4,将预抛光后的烧结件再次放入烧结炉内进行二次烧结;
步骤S5,将二次烧结后的烧结件利用磁力钢针抛光及电浆抛光对其进行二次抛光。
实验例3中的预烧结和二次烧结是在温度分别为1250℃和1300℃的真空烧结炉内进行的,预烧结和二次烧结时间分别为11小时和8.5小时;
实验例4中的预烧结和二次烧结是在温度分别为1200℃和1350℃的真空烧结炉内进行的,预烧结和二次烧结时间分别为9小时和7.9小时;
对比例2是在1300℃的烧结温度下对其烧结23小时。
对比结果如表2所示:
结论:依照上述实施例并结合表1和表2可得证,本发明提供的技术方案中,将打印件的烧结过程分成预烧结和二次烧结,将烧结件的抛光过程分成预抛光和二次抛光,通过该抛光方法可以大幅度降低了抛光过程中的处理时间,降低了最终成品的表面粗糙度以致获得镜面效果,在降低了经济成本的同时也提升了抛光效率及抛光完整度。
以上是对本发明实施例所使用的抛光方式进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,以上所述的使用碟型离心抛光机进行抛光和利用磁力钢针抛光及电浆抛光并不用以限制本发明,选用的抛光方式以无有机物质残留的为本发明较好的选择而已,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (6)
1.一种适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1,使用3D打印技术获得打印件;
步骤S2,将获得的打印件放入烧结炉内进行预烧结;
步骤S3,将预烧结后的烧结件根据其各自规格需求进行预抛光;
步骤S4,将预抛光后的烧结件再次放入烧结炉内进行二次烧结;
步骤S5,将二次烧结后的烧结件再进行二次抛光。
2.根据权利要求1所述的适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,其特征在于,使用3D打印技术获得的打印件材质为不锈钢。
3.根据权利要求1所述的适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,其特征在于,预烧结是在真空条件下进行的。
4.根据权利要求1所述的适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,其特征在于,二次烧结是在真空条件下进行的。
5.根据权利要求1所述的适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,其特征在于,预烧结过程中最高温度为1150℃-1300℃,预烧结总时间为9-11小时。
6.根据权利要求1所述的适用于后烧结类型金属3D打印的高效率抛光方法,其特征在于,二次烧结过程中最高温度为1300℃-1400℃,二次烧结总时间为7-9小时。
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