CN114633478A - 一种3d打印树脂多孔材料的后处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种针对3D打印树脂多孔材料的后处理系统和方法，包括处理室、清洗系统、固化系统、通风系统和控制器；利用磁力旋转无水乙醇来清洗树脂余液，利用UV灯和光伏驱动旋转来均匀固化样本，利用进风扇和出风扇进行处理室的散热和样本的干燥，可以实现针对多孔材料的清洗、固化、干燥后处理，减少了器件耗费和空间占用。
Description
技术领域
本发明属于3D打印光敏树脂后处理领域，尤其涉及一种3D打印树脂多孔材料的后处理系统及方法。
背景技术
增材制造的光敏树脂样本一般在打印完成后，需要完成：拆除—清洗—干燥—打磨—清洗—干燥—固化等步骤。对于利用光固化光敏树脂方法制造得到的小体积精密多孔样本，在很多实验研究中会用到，光敏树脂材料的性质和多孔结构主要决定了多孔样本的性能，样本的后处理过程对样本的品质和性能影响很大，不充分的后处理可能会干扰样本的性能，进而导致不符合预期的结果。
现有的发明中光敏树脂材料多功能后处理相关发明较少，尤其是还没有针对多孔样本的多功能后处理装置。树脂多孔样本的后处理的关键问题其一在于多孔样本的内表面清洗困难，会残留大量树脂余液，并不像树脂实体样本一样只需要清洗外表面，其二在于多孔样本内部材料分布不均匀，内部固化难以控制，其三在于多孔样本的内部孔隙容易积聚液体导致干燥困难，不像实体样本只需要干燥外表面用干燥布擦拭即可达成目的。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种3D打印树脂多孔材料的后处理系统及方法，集清洗、干燥、固化多功能一体化的后处理方法及系统，使得树脂多孔材料的内表面残留的树脂余液更容易清洗，内部固化易于控制，内部孔隙更加容易干燥，实现针对多孔材料的清洗、固化、干燥的后处理，减少了器件耗费和空间占用。
本发明提供了一种3D打印树脂多孔样本的后处理系统，包括处理室、清洗系统、固化系统、通风系统和控制器；
所述处理室内设有清洗系统、固化系统和通风系统；
所述清洗系统包括磁性旋转器；所述磁性旋转器包括磁性旋转子、磁性搅拌子、旋转子圆台和清洗电机；所述磁性旋转子安装在旋转子圆台上，所述旋转子圆台与清洗电机连接，清洗电机用于驱动旋转子圆台旋转，所述磁性搅拌子位于磁性旋转子上方的容器内；
所述固化系统包括固化旋转器和UV灯板，所述UV灯板安装在处理室的内壁；所述固化旋转器包括固化电机和旋转基板，固化电机驱动旋转基板旋转；
所述清洗系统、固化系统、通风系统分别与控制器连接。
上述方案中，所述固化系统中包括至少两块UV灯板，分别为第一UV灯板和第二UV灯板；第一UV灯板安装在处理室的顶部内壁，第二UV灯板安装在处理室的侧壁。
进一步的，所述固化系统还包括光伏板；光伏板与固化旋转器连接。
进一步的，所述清洗系统还包括支承基板；所述支承基板位于旋转基板的下方，所述光伏板置于支承基板上。
上述方案中，还包括整流器；整流器将电源转换后分别接入清洗电机、固化电机和UV灯板。
上述方案中，所述通风系统包括进风扇和出风扇；所述进风扇和出风扇分别对应安装在处理室上，形成通风回路，所述进风扇和出风扇分别与控制器连接。
上述方案中，所述旋转基板为透明塑料制成。
上述方案中，所述磁性旋转器有多套，每个磁性旋转子上方均能放置容器。
上述方案中，所述控制器与清洗电机连接，控制清洗电机的转速和清洗时间；所述控制器分别与固化电机和UV灯板连接，控制固化电机的转速和固化的时间；所述控制器与通风系统连接，控制通风系统的风速和干燥时间。
一种根据所述的3D打印树脂多孔样本的后处理系统的后处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
清洗多孔样本：将多孔样本放置于装有无水乙醇的容器中，使多孔样本浸没在容器的无水乙醇中，放入磁性搅拌子，置于旋转基板上，设定旋转时间和清洗的旋转速度，开启清洗电机，使旋转子圆台带动磁力旋转子旋转，容器内的磁性搅拌子在磁力旋转子的作用下旋转，使烧杯中无水乙醇形成涡流，清洗多孔样本；
固化多孔样本：将清洗后的多孔样本放置于装有清水的容器中，使多孔样本浸泡于清水中，置于旋转基板上，设定固化的时间和固化的旋转速度，开启UV灯、固化电机、通风系统，固化电机驱动旋转基板旋转，使多孔样本多方位固化；
干燥多孔样本：将多孔样本放置于旋转基板上，设定干燥的时间和风速，开启通风系统，干燥多孔样本。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过磁力旋转清洗提升了多孔样本的清洗效果；可以多个烧杯同时清洗提升了多孔样本的清洗效率；旋转固化提升了多孔样本的固化均匀度；利用光伏板为固化旋转器供电也增加了能源利用效率；通风系统不仅可以通风干燥多孔样本，也可以在固化过程中进行散热，提高了器件利用率；多功能一体化后处理系统缩减了后处理占用的器件和空间。
附图说明
为了更好地理解实施例及其优点，现在将结合附图所进行的以下描述作为参考，
图1为本发明一实施方式的系统示意图；
图2为本发明一实施方式的系统局部器件拆分图；
图3为本发明实施例1的系统示意图；
图4为本发明一实施方式实施例1的方法流程图；
图5为本发明一实施方式实施例2的系统示意图；
图6为本发明一实施方式实施例2的方法流程图；
图7为本发明一实施方式实施例3的系统示意图；
图8为本发明一实施方式实施例3的方法流程图。
图中，1、处理室壳体；2、第一UV灯板；3、第二UV灯板；4、出风扇；5、进风扇；6、旋转基板；7、光伏板；8、支承基板；9、第一清洗电机；10、第二清洗电机；11、第三清洗电机；12、第四清洗电机；13、固化电机；14、整流器；15、控制器；16、旋转子圆台；17、磁力旋转子。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1和2所示为所述3D打印树脂多孔材料的后处理系统的一种较佳实施方式，所述3D打印树脂多孔材料的后处理系统，包括处理室1、清洗系统、固化系统、通风系统和控制器15；所述处理室1内设有清洗系统、固化系统和通风系统；处理室1有开关门，在后处理过程中封闭处理室1，保持处理室1内环境稳定。
所述清洗系统包括磁性旋转器；所述磁性旋转器包括磁性旋转子17、磁性搅拌子、旋转子圆台16和清洗电机；所述磁性旋转子17安装在旋转子圆台16上，所述旋转子圆台16与清洗电机连接，清洗电机用于驱动旋转子圆台16旋转，所述磁性搅拌子位于磁性旋转子17上方的容器内；清洗电机用于使烧杯中无水乙醇形成涡流，清洗样本外表面和孔隙内表面的树脂余液；所述固化系统包括固化旋转器和UV灯板，所述UV灯板安装在处理室1的内壁，用于固化树脂材料；所述固化旋转器包括固化电机13和旋转基板6，固化电机13驱动旋转基板6旋转，用于使多孔样本被多角度均匀固化；所述清洗系统、固化系统、通风系统分别与控制器15连接。
优选的，所述固化系统中包括至少两块UV灯板，分别为第一UV灯板2和第二UV灯板3；第一UV灯板2安装在处理室1的顶部内壁，第二UV灯板3安装在处理室1的侧壁。
优选的，所述固化系统还包括光伏板7；光伏板7与固化旋转器连接，用于吸收UV灯照射的光能为固化旋转器提供电能。
优选的，所述清洗系统还包括支承基板8；所述支承基板8位于旋转基板6的下方，所述光伏板7置于支承基板8上。
优选的，还包括整流器14；整流器14将电源转换后分别接入清洗电机、固化电机13和UV灯板。
优选的，所述通风系统包括进风扇5和出风扇4；所述进风扇5和出风扇4分别对应安装在处理室1上，形成通风回路，所述进风扇5和出风扇4分别与控制器15连接。
优选的，所述旋转基板6为透明塑料制成。
优选的，所述磁性旋转器由多套，每个磁性旋转子17上方的均能放置容器。
所述控制器15与清洗电机连接，控制清洗电机的转速和清洗时间。所述控制器15分别与固化电机13和UV灯板连接，控制固化电机13的转速和固化的时间。所述控制器15与通风系统连接，控制通风系统的风速和干燥时间。
一种根据所述3D打印树脂多孔材料的后处理系统的后处理方法，将多孔样本放置于烧杯中，浸没在无水乙醇中，放入磁性搅拌子，置于旋转基板6上，开启磁力旋转，定时30s～1min，清洗多孔样本；将清洗后的多孔样本放置于烧杯中，浸泡于清水中，置于旋转基板6上，开启UV灯、通风系统，定时1～60min，固化多孔样本；固化后的多孔样本放置于旋转基板6上，开启通风系统，定时1～24h，干燥多孔样本。定时范围只是一个实施例，并不能看作对本发明的限制。
具体的，3D打印树脂多孔样本的后处理方法包括以下步骤：
清洗多孔样本：将多孔样本放置于装有无水乙醇的容器中，使多孔样本浸没在容器的无水乙醇中，放入磁性搅拌子，置于旋转基板6上，设定旋转时间和清洗的旋转速度，开启清洗电机，使旋转子圆台16带动磁力旋转子17旋转，容器内的磁性搅拌子在磁力旋转子17的作用下旋转，使烧杯中无水乙醇形成涡流，清洗多孔样本外表面和孔隙内表面的树脂余液；
固化多孔样本：将清洗后的多孔样本放置于装有清水的容器中，使多孔样本浸泡于清水中，置于旋转基板6上，设定固化的时间和固化的旋转速度，开启UV灯、固化电机13、通风系统，固化电机13驱动旋转基板6旋转，使多孔样本多方位固化；
干燥多孔样本：将多孔样本放置于旋转基板6上，设定干燥的时间和风速，开启通风系统，干燥多孔样本。
实施例1
如附图3系统示意图和附图4方法流程图所示，多孔样本放置于多个烧杯中，本实施例中，所述磁性旋转器设有4组，清洗电机包括第一清洗电机9、第二清洗电机10、第三清洗电机11和第四清洗电机12；多孔样本浸没在烧杯的无水乙醇中，放入磁性搅拌子，置于旋转基板6上，对应于清洗电机的位置，开启清洗电机，磁性旋转器运行定时30s～1min，清洗多孔样本。所述控制器15对磁性旋转器进行转速控制和定时控制。所述整流器14对接入的220V实验室配电进行转换后接入磁性旋转器。
优选的，在本实施例中，清洗多孔样本可以同时放置1～4个小烧杯。磁性旋转器可以同时开启1～4个。同一样本通常清洗三次，需要更换三次无水乙醇溶液。在该方法中，烧杯中无水乙醇形成涡流清洗多孔样本，每次清洗不超过1min，防止多孔样本的薄壁被无水乙醇过度溶解。在清洗多孔样本过程中可以改变磁力旋转速度。
实施例2
如附图5系统示意图和附图6方法流程图所示，样本放置于1个烧杯中，浸泡于清水中，置于旋转基板6上，开启UV灯，开启进风扇5和出风扇4，UV灯与风扇的运行定时1～60min，固化多孔样本。
在该方法中，旋转基板6的电源是光伏板，在UV灯照射的同时，光伏板7吸收光照能量，输出电能到固化电机13，带动旋转平台旋转，为保证光伏板7的光能吸收，旋转基板6由透明塑料制成。在该方法中，由于UV灯工作过程中产生大量热，利用送风扇5和出风扇4增强散热有利于增强UV灯寿命，开启进风扇5和出风扇4。在该方法中，样本放置于清水中是为了减少树脂氧化。在固化多孔样本过程中可以改变旋转基板6的旋转速度。
实施例3
如附图7系统示意图和附图8方法流程图所示，样本放置于旋转基板6上，开启送风扇5和出风扇4，所述进风扇5和出风扇4形成通风回路，定时1～24h，干燥多孔样本。在干燥多孔样本过程中可以通过控制器15改变进风扇5和出风扇4的风速，所述整流器14对接入的220V实验室配电进行转换后接入进风扇5和出风扇4。
通过以上实施例说明了该系统和方法利用磁力旋转无水乙醇来清洗树脂余液，利用UV灯和光伏驱动旋转来均匀固化样本，利用进风扇和出风扇进行处理室的散热和样本的干燥，可以实现针对多孔样本的清洗、固化、干燥后处理功能的集成一体化，减少了器件耗费和空间占用。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例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。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种3D打印树脂多孔材料的后处理系统，其特征在于，包括处理室(1)、清洗系统、固化系统、通风系统和控制器(15)；
所述处理室(1)内设有清洗系统、固化系统和通风系统；
所述清洗系统包括至少一套磁性旋转器；所述磁性旋转器包括磁性旋转子(17)、磁性搅拌子、旋转子圆台(16)和清洗电机；所述磁性旋转子(17)安装在旋转子圆台(16)上，所述旋转子圆台(16)与清洗电机连接，清洗电机用于驱动旋转子圆台(16)旋转，所述磁性搅拌子位于磁性旋转子(17)上方的容器内；
所述固化系统包括固化旋转器和UV灯板，所述UV灯板安装在处理室(1)的内壁；所述固化旋转器包括固化电机(13)和旋转基板(6)，固化电机(13)驱动旋转基板(6)旋转；
所述清洗系统、固化系统、通风系统分别与控制器(15)连接。
2.根据权利要求1所述的3D打印树脂多孔材料的后处理系统，其特征在于，所述固化系统中包括至少两块UV灯板，分别为第一UV灯板(2)和第二UV灯板(3)；第一UV灯板(2)安装在处理室(1)的顶部内壁，第二UV灯板(3)安装在处理室(1)的侧壁。
3.根据权利要求2所述的3D打印树脂多孔材料的后处理系统，其特征在于，所述固化系统还包括光伏板(7)；光伏板(7)与固化旋转器连接。
4.根据权利要求3所述的3D打印树脂多孔材料的后处理系统，其特征在于，所述清洗系统还包括支承基板(8)；所述支承基板(8)位于旋转基板(6)的下方，所述光伏板(7)置于支承基板(8)上。
5.根据权利要求1所述的3D打印树脂多孔材料的后处理系统，其特征在于，还包括整流器(14)；整流器(14)将电源转换后分别接入清洗电机、固化电机(13)和UV灯板。
6.根据权利要求1所述的3D打印树脂多孔材料的后处理系统，其特征在于，所述通风系统包括进风扇(5)和出风扇(4)；所述进风扇(5)和出风扇(4)分别对应安装在处理室(1)上，形成通风回路，所述进风扇(5)和出风扇(4)分别与控制器(15)连接。
7.根据权利要求1所述的3D打印树脂多孔材料的后处理系统，其特征在于，所述旋转基板(6)为透明塑料制成。
8.根据权利要求1所述的3D打印树脂多孔材料的后处理系统，其特征在于，所述磁性旋转器有多套，每个磁性旋转子(17)上方均能放置容器。
9.根据权利要求1所述的3D打印树脂多孔材料的后处理系统，其特征在于，所述控制器(15)与清洗电机连接，控制清洗电机的转速和清洗时间；所述控制器(15)分别与固化电机(13)和UV灯板连接，控制固化电机(13)的转速和固化的时间；所述控制器(15)与通风系统连接，控制通风系统的风速和干燥时间。
10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的3D打印树脂多孔材料的后处理系统的后处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
清洗多孔样本：将多孔样本放置于装有无水乙醇的容器中，使多孔样本浸没在容器的无水乙醇中，放入磁性搅拌子，置于旋转基板(6)上，设定旋转时间和清洗的旋转速度，开启清洗电机，使旋转子圆台(16)带动磁力旋转子(17)旋转，容器内的磁性搅拌子在磁力旋转子(17)的作用下旋转，使烧杯中无水乙醇形成涡流，清洗多孔样本；
固化多孔样本：将清洗后的多孔样本放置于装有清水的容器中，使多孔样本浸泡于清水中，置于旋转基板(6)上，设定固化的时间和固化的旋转速度，开启UV灯、固化电机(13)、通风系统，固化电机(13)驱动旋转基板(6)旋转，使多孔样本多方位固化；
干燥多孔样本：将多孔样本放置于旋转基板(6)上，设定干燥的时间和风速，开启通风系统，干燥多孔样本。
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2022
- 2022-02-25 CN CN202210181000.0A patent/CN114633478A/zh active Pending
Patent Citations (6)
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