CN115197794A - 用于清洗3d打印构件的清洗剂、清洗方法及清洗机 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了用于清洗3D打印构件的清洗剂、清洗方法及清洗机，涉及3D打印技术领域。利用碱性无机化合物和水作为清洗剂的主要原料，碱性无机化合物和酯可以发生皂化反应，生成醇和羧酸盐可溶于水，达到清洗的目的。可以降低或直接不使用传统清洗剂如酒精或者异丙醇，从而降低成本、减少了清洗剂的刺激性，同时降低了酒精等易燃易爆有机溶剂的使用，在清洗剂使用和存储中提高了操作的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域，具体而言，涉及用于清洗3D打印构件的清洗剂、清洗方法及清洗机。
背景技术
光固化3D打印得到的3D打印构件表面附着有很多液态树脂，需要将其清洗干净。用于光固化3D打印的树脂包括水性树脂和溶剂型树脂，水性树脂具有亲水性，能够溶于水中，相关技术在对使用其进行3D打印所得构件进行清洗时，可以直接使用水或水溶液进行清洗；而对于非亲水型树脂往往是不亲水的，直接用水或水溶液难以清洗干净。
相关技术中在对非亲水型树脂进行清洗时，使用酒精或者异丙醇等有机溶剂，然而这种方式下往往需要使用大量的清洗液，且具有以下缺点：(1)成本高、刺激性气味大、对人体有害；(2)清洗液挥发性强、易燃易爆，大量使用或存储具有危险性、存在安全隐患。因此，相关技术中所采用的方式难以满足需求。
发明内容
本申请的目的在于提供用于清洗3D打印构件的清洗剂、清洗方法及清洗机，旨在降低或直接不使用传统有机清洗剂，从而降低成本，减少清洗剂的刺激性，同时提升清洗操作的安全性。
本申请是这样实现的：
第一方面，本申请提供一种用于清洗3D打印构件的清洗剂，包括水和碱性无机化合物。利用碱性无机化合物作为清洗剂的主要原料，碱性无机化合物和酯可以发生皂化反应，生成醇和羧酸盐可溶于水，达到清洗的目的。
第二方面，本申请提供一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，包括：
提供清洗剂，其中，清洗剂采用上述实施方式中的清洗剂；
利用清洗剂对待清洗构件进行清洗。以碱性无机化合物为主要原料作为清洗剂，避免了使用酒精或者异丙醇等有机溶剂，有利于降低成本，减少清洗剂的刺激性，避免了易燃易爆原料的使用，提高了清洗过程操作的安全性。
第三方面，本申请还提供一种用于实施上述清洗方法的清洗机，包括：
清洗剂提供机构，用于提供清洗剂或清洗时容纳清洗剂；
清洗机构，用于与清洗剂提供机构配合，以利用清洗剂对待清洗构件进行清洗。
本申请具有以下有益效果：利用碱性无机化合物作为清洗剂的主要原料，碱性无机化合物和3D打印材料中的酯类可以发生皂化反应，生成醇和羧酸盐可溶于水，达到清洗的目的。采用本申请提供的清洗剂可以降低或直接不使用传统的酒精或、异丙醇等易燃易爆有机溶剂，从而降低成本、减少了清洗剂的刺激性，同时在清洗剂使用和存储过程中提高了操作的安全性，适合于工业生产使用，具有非常好的工业应用前景。
需要补充的是，清洗剂配方中的表面活性剂及乳化剂还可以起到溶解、乳化、分散作用，降低表面张力从而除去打印件表面的大部分树脂，助剂的引入有利于进一步提升清洗效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请中提供的清洗机的一种实施方式的结构示意图；
图2为本申请中提供的清洗机的另一种实施方式的结构示意图；
图3为本申请中提供的清洗机的另一种实施方式的结构示意图；
图4为本申请中提供清洗机的一种实施方式的爆炸图；
图5图3中喷头的工作原理图；
图6为本申请中提供清洗机的另一种实施方式的示意图；
图7为本申请中提供清洗机的另一种实施方式的示意图；
图8为本申请中提供清洗机的另一种实施方式的示意图；
图9为本申请中提供清洗机的另一种实施方式的示意图；
图10为本申请实施例和试验例中清洗的对象结构示意图。
图标：10-清洗机；001-待清洗构件；002-打印平台；003-专属ID；100-清洗剂提供机构；110-容纳仓；120-减震件；130-支撑件；140-抽液泵；150-清洗剂容器；200-清洗机构；210-物理冲刷发生组件；211-喷头；212-导轨；213-滑块；214-铰链；220-固定组件；230-驱动装置；231-转轴组件；232-驱动组件；240-反馈组件；241-触发件；242-感测件；250-控制机构；300-收集装置；310-进液管；320-废液盛放容器；400-固化机构；500-加热机构；600-标识读取机构。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
可以理解地，经3D打印得到的构件表面往往粘附着诸多打印所使用的原材料，如光固化3D打印的构件表面会粘附光固化树脂，需要在打印完成后利用清洗剂将粘附的光固化树脂清洗掉。
3D打印的光固化树脂包括水性树脂和溶剂型树脂(即亲水型树脂和非亲水型树脂)，其中，水性树脂，如水性聚氨酯丙烯酸酯等，分子中含有一定数量的亲水基以及一定数量的不饱和基，这两种基团促使水性树脂具有亲水性，能够溶于水中。相关技术中在对使用水性树脂进行3D打印所得构件进行清洗时，可以直接使用水或者水溶液进行清洗。而对于溶剂型树脂，如UV聚醚丙烯酯等，则往往是不亲水的，并且通常仅能被有机溶剂溶解，而不能被水溶解，直接使用水难以清洗干净。因此，相关技术中在对使用溶剂型树脂进行3D打印所得构件进行清洗时，往往采用有机溶剂，如酒精、异丙醇等，而不会采用水或者水性溶液进行清洗。然而采用有机溶剂进行清洗时，用量往往较大、成本较高，且刺激性强，而且酒精等易燃易爆的试剂使用和存储过程均存在较大安全隐患。
为了克服上述技术问题，本申请发明人创造性地利用碱性无机化合物的水溶液用于清洗3D打印构件表面的溶剂型树脂，从而能够减少或避免有机溶剂的使用。
具体地，本申请提供一种用于清洗3D打印构件的清洗剂，包括水和碱性无机化合物。
需要说明的是，3D打印的原材料如光固化3D打印树脂的主要成分为酯类，本申请提供的清洗剂利用碱性无机化合物水溶液中的OH-和与3D打印构件表面残留的树脂中的-COO-发生皂化反应，生成醇和羧酸盐可溶于水，达到清洗的目的。通过这种方式，可采用上述清洗剂取代有机溶剂对待清洗构件进行清洗，或者先利用本申请提供的清洗剂进行初步清洗，然后再利用有机溶剂进行再次清洗，从而避免或者至少能够减少有机溶剂的使用，进而能够提高清洗的安全性，并能够降低清洗成本。
需要说明的是，虽然上述清洗剂用于解决溶剂型树脂仅能用有机溶剂进行清洗而带来的问题，但在实际使用中当然也可用于清洗以水性树脂为原料进行打印得到的构件，本申请中不做限定。
在一些实施例中，按质量百分比计，用于清洗3D打印构件的清洗剂包括：水80％-99.5％、碱性无机化合物0.5％-20％、表面活性剂0-19.5％、乳化剂0-1％和消泡剂0-1％。利用碱性无机化合物和酯发生皂化反应的同时，利用碱基清洗剂配方中的表面活性剂及乳化剂还可以起到溶解、乳化、分散作用，降低表面张力从而除去待清洗构件表面的大部分树脂，提升清洗效果。在一些实施例中，利用碱性无机化合物和酯发生皂化反应的同时，利用碱基清洗剂配方中的表面活性剂及乳化剂还可以起到溶解、乳化、分散作用，降低表面张力从而除去打印件表面的大部分树脂，提升清洗效果。
具体地，水的含量可以为80％、82％、84％、86％、88％、90％、92％、94％、96％、98％、99％、99.5％等，也可以为以上相邻含量值之间的任意值；碱性无机化合物的含量可以为0.5％、1％、2％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％等，也可以为以上相邻含量值之间的任意值；表面活性剂的含量可以为0％、1％、3％、5％、7％、9％、11％、13％、15％、17％、19％、19.5％等，也可以为以上相邻含量值之间的任意值；乳化剂的含量可以为0％、0.5％、1.0％等，也可以为以上相邻含量值之间的任意值；消泡剂的含量可以为0％、0.5％、1.0％等，也可以为以上相邻含量值之间的任意值。
具体地，以碱性无机化合物为NaOH为例，上述皂化具体反应如下：
R′OOCR+3NaOH＝3RCOONa+R′OH(式中，R、R′代表烃基)。
基于皂化反应的原理，可通过一些辅助手段来进一步提高皂化反应的效率，从而提高清洗剂对待清洗构件的清洗效率，例如加热、充分搅拌、加入一些酒精等，其中，加入酒精提高反应效率的原理是：因油水不相容，增加中间介质可以增加反应速率。
具体地，乳化作用主要是乳化剂能够降低界面张力，在流体动力下，油膜破裂呈细小珠状，脱离界面形成乳浊液，并在物理冲刷作用下被水带走；同时表面活性剂具有分散悬浮、浸润工件表面的作用，能够放置油脂重新吸附在工件表面。
进一步地，碱性无机化合物为可溶性碱、可溶性碱性盐等中的至少一种。其中，可溶性碱可以为氢氧化钠、氢氧化钾等；可溶性碱性盐选自碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸氢盐、亚硫酸盐、乙酸盐、硫化盐、硅酸盐、磷酸盐、偏铝酸盐和次氯酸盐中的至少一种；具体地，可溶性碱性盐为钠盐和/或钾盐，例如，碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、亚硫酸钠、亚硫酸钾、乙酸钠、乙酸钾、硫化钠、硫化钾、硅酸钠、硅酸钾、磷酸钠、磷酸钾、偏铝酸钠、偏铝酸钾、次氯酸钠、次氯酸钾等。但碱性无机化合物的种类不限于以上几种。
进一步地，表面活性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂中的至少一种；其中，阴离子表面活性剂选自硬脂酸和十二烷基苯磺酸盐中至少一种；阳离子表面活性剂为季铵化物；两性离子表面活性剂选自卵磷脂、氨基酸型表面活性剂和甜菜碱型表面活性剂中的至少一种；非离子表面活性剂选自烷基葡糖苷和脂肪酸甘油酯中的至少一种。常用的阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂均在本申请的保护范围内，以上表面活性剂种类仅为举例。
进一步地，乳化剂为阴离子型乳化剂；具体地，乳化剂选自脂肪酸皂、烷基硫酸盐、十二烷基苯磺酸钠和磷酸盐中的至少一种。消泡剂为非硅型消泡剂，如可以为BYK-054、BYK-057等。通过对表面活性剂、乳化剂和消泡剂的组成和种类进行优化，能够进一步提升对树脂的清洗效果，缩短清洗的时间。
本申请实施例提供一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，在该清洗方法中，可提供如前述的清洗剂实施例中的清洗剂，并采用上述清洗剂对待清洗构件进行清洗，具体包括如下步骤：
S1、利用所提供的清洗剂进行清洗
利用提供的清洗剂对待清洗构件进行清洗，以碱性无机化合物为主要原料作为清洗剂，能够避免或减少使用酒精或者异丙醇等有机溶剂，有利于降低成本，减少清洗剂的刺激性，避免了易燃易爆原料的使用，提高了清洗过程操作的安全性。其中，具体实现清洗效果的原理与前述的清洗剂实施例中相同，相关详细内容请参阅前述实施例，此处不再赘述。
在一些实施例中，利用清洗剂对待清洗构件进行清洗的步骤包括：利用清洗剂对待清洗构件进行物理冲刷。
需要说明的是，所谓“物理冲刷”所对应的物理运动既可以是施加在成型件上的，也可以是施加在清洗剂上的，或者二者同时进行。
其中，物理冲刷的方式包括冲洗、喷淋、鼓泡、刷洗、离心、搅拌、超声和涡流中的至少一种。发明人发现，采用本申请中的清洗剂对待清洗构件上的树脂进行清洗，配合物理冲刷能够显著提高清洗效果，缩短清洗时间。清洗剂在物理冲刷作用下能够对待清洗物进行一定的冲击，从而更容易将待清洗物与待清洗构件分离，并且在冲击力的作用下也更便于将经清洗剂清洗后的废液带走。
在一些实施例中，物理冲刷的方式为冲洗或喷淋，采用冲洗或喷淋的方式简便易行且清洗效果较好。在一些实施例中，可以对清洗剂施加高压，从而通过高压冲洗或喷淋的方式进行清洗，如此可以进一步提高清洗效率。
在一些实施例中，物理冲刷的方式为搅拌。该搅拌既可以是机械搅拌，也可以采用磁力搅拌。例如可将待清洗构件、清洗剂、磁铁一起装入容器后放到磁力搅拌机上，利用磁力搅拌机的旋转磁场，带动磁铁高速旋转，同时，磁铁将带动清洗剂快速流动并冲刷待清洗构件表面的树脂，使树脂被快速剥离并被清洗机溶解，从而将待清洗构件清洗干净，当然，在待清洗构件在清洗完成后还可用气枪将待清洗构件表面的清洗剂吹干。
在一些实施例中，可以对清洗剂进行加热并利用加热的清洗剂对待清洗构件进行清洗。具体地，可以先对清洗剂进行加热，然后利用加热后的清洗剂进行清洗，例如可以将加热后的清洗剂倾倒或喷淋在待清洗构件上进行清洗；或者也可以边对清洗剂进行加热边清洗，例如将清洗剂及待清洗构件均放置于具有加热功能的容器当中，从而边加热边清洗。具体可根据实际需求选择合适的方式，此处不做限定。
具体地，对清洗剂进行加热时，所加热的温度不受限制，具体可根据待清洗构件的树脂材料，以及当前的温度、气压等进行选择。需要说明的是，在利用加热的清洗剂对待清洗构件进行清洗时，一方面，较高温度的清洗剂能够提高皂化、乳化反应速率，降低表面张力；另一方面可以提高树脂对碱性无机化合物、乳化剂等的溶解度，从而提高碱性无机化合物、乳化剂等的浓度，进而进一步提高皂化、乳化反应速率；再一方面高温也可以降低树脂的粘度，实验表明，在温度升高时，树脂的粘度可呈指数级下降，从而使得树脂更容易从待清洗构件表面脱离，尤其是在搭配物理冲刷，特别是高速率的物理冲刷的情况下，能够更容易将树脂从待清洗构件上冲刷下来，从而大大降低树脂的清洗难度。而且经试验表明，对于一些树脂材料，温度从常温每提高20℃，清洗效率将近可提高1.5倍。因此，利用加热的清洗剂进行清洗能够大大提高树脂清洗的效率。
在一些具体的实施例中，可将清洗剂加热至20℃-100℃，并利用该清洗剂进行清洗，清洗时引入加热的手段能够进一步提升清洗的效率。具体地，加热的温度可以为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃等，也可以为以上相邻温度值之间的任意值。
当然，除了对清洗剂进行加热之外，还可以采用对待清洗构件进行加热，以提高待清洗构件表面的待清洗树脂的温度的方式来提高树脂清洗的效率。具体的加热对象可以根据实际情况进行选择，此处不做限定。
在一些具体的实施例中，还可以采用多个辅助手段，如同时采用物理冲刷和加热，有利于进一步提升清洗效果。其中，物理冲刷和加热温度可以为前述实施例中的任一种，例如采用冲洗或喷淋的方式进行清洗，清洗时清洗剂的温度为40℃-50℃，清洗时间为3-5min等。
除此之外，还可以配合甩动进行清洗，在一应用场景中，可在喷淋的同时配合对待清洗构件进行甩动；在另一应用场景中，甩动和喷淋可交替进行。
具体地，在一些实施例中，清洗方法还可包括如下步骤：驱动待清洗构件转动。
其中，利用清洗剂对待清洗构件进行清洗的步骤之前，驱动待清洗构件进行转动，以使得待清洗构件上的至少部分待清洗物甩离待清洗构件。
需要说明的是，由于清洗之前的待清洗物具有一定的粘度而粘附在待清洗构件上，通过驱动待清洗构件进行离心转动，能够将待清洗物部分甩出，有利于减少后续的清洗时间，以及减少清洗剂的用量。
在一应用场景中，在甩动时可采用变速的手段将角落中的树脂甩出，从而便于对待清洗构件的角落的清洗。
当然，在一些实施例中，可以不进行该驱动转动的步骤，而直接进行清洗，根据待清洗物的量等需求进行选择即可。
在一些实施例中，利用清洗剂对待清洗构件进行清洗的步骤之前，先确定待清洗构件的清洗位置；然后基于待清洗构件的清洗位置，向待清洗构件喷淋清洗剂。
可以理解地，在驱动待清洗构件转动的实施例中，以物理冲刷方式为喷淋为例，待清洗构件在被驱动转动的过程中，并不一定每个方位下待清洗构件都处于可以被喷淋的区域中，因此需要确保待清洗构件在转动后能够停留在清洗位置，以使得在后续的清洗过程中，待清洗构件都处于可以被喷淋的区域内，从而实现有效清洗；或者也可以是边转动边清洗，这种方式下，在待清洗构件不处于被喷淋的区域中时可不进行喷淋，而在待清洗构件处于被喷淋的区域中时，再对待清洗构件进行喷淋，以节省清洗剂的用量。
其中，对于待清洗构件的位置的确定可根据待清洗构件的转动情况、初始安装位置等进行确定，此处不做具体限定。
在一些实施例中，根据预设循环次数对待清洗构件进行循环转动和喷淋，并在循环转动和喷淋结束后，驱动待清洗构件进行转动，以将清洗剂甩离待清洗构件。
能够理解地，一次转动和喷淋不一定能够将待清洗构件表面的待清洗物完全去除，可能需要循环多次。即在一次转动+一次喷淋后进行二次转动+二次喷淋，甚至再次转动+再次喷淋，具体可根据实际需求确定循环次数。需要指出的是，在待清洗构件需要较长时间的转动和喷淋方能够清洗干净的方案中，采用多次循环的方式能够提高清洗效率，减少清洗剂的用量。
当然，在一些实施例中，待清洗构件表面所粘附的待清洗物较少，且容易洗掉，在一次转动和喷淋后便能够将清洗干净，此时也可以不进行循环。
另外，由于在喷淋后，待清洗构件的表面会附有清洗剂，因此可再次驱动带清洗构件转动，使其通过甩动的方式将表面的清洗剂甩掉，从而完成清洗。
在对待清洗构件进行清洗时，待清洗构件的状态不限。例如，在对待清洗构件进行清洗的过程中，待清洗构件可在清洗位置保持静止状态，并利用清洗剂对待清洗构件进行清洗；或者在一些实施例中，可以驱动待清洗构件在清洗位置的预设范围内进行差速运动、正反转运动中的至少一种，并在待清洗构件做差速运动和/或正反转运动的过程中，向待清洗构件喷淋清洗剂。通过差速运动和/或正反转运动，一方面能够对待清洗构件进行较为全面的清洗，另一方面能够促使待清洗物和清洗剂甩离待清洗构件，尤其是能够促进待清洗构件的较难清洗的角落中待清洗物的甩出，从而提高清洗效率，改善清洗效果。
在一些实施例中，可以利用无机清洗剂初步清洗，并搭配有机溶剂再清洗的方式对上述待清洗构件进行清洗。其中，这里所说的“无机清洗剂”即前述清洗剂实施例中的任一种清洗剂，“初步清洗”可以是前述清洗方法实施例中的任一种清洗方法，相关详细内容请参阅前述各实施例，此处不再赘述。
具体地，在利用前述的无机清洗剂对待清洗构件进行清洗之后，进一步利用有机溶剂对待清洗构件进行再清洗。其中，清洗和再清洗的次数为一次或多次；且在次数为多次时，可以采用清洗+再清洗循环的方式进行。采用清洗剂清洗配合有机溶剂清洗的方式，能够进一步提升清洗效果，相比于前述相关技术中单纯采用有机溶剂清洗的方式能够显著降低有机溶剂的用量，同样能够一定程度上降低成本、提高清洗过程的安全性。
在一些实施例中，有机溶剂选自乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸丁酯、酒精和异丙醇中的至少一种，可以为一种溶剂，也可以为几种溶剂形成的混合物。
采用有机溶剂进行再清洗的方式不限，在一些实施例中，利用有机溶剂对待清洗构件进行再清洗的步骤包括：利用有机溶剂对待清洗构件进行物理冲刷；其中，物理冲刷的方式包括冲洗、喷淋、鼓泡、刷洗、离心、搅拌、超声和涡流中的至少一种。当然，也可以不进行冲刷，例如可以将经过无机清洗剂清洗后的待清洗构件放在有机溶剂中通过浸泡的方式进行再清洗。
除了物理冲刷外，在有机溶剂清洗的过程也可以配合加热等手段，此处不做限定。
清洗剂清洗(称为“粗洗”)和有机溶剂清洗(称为“精洗”)可由不同清洗方式搭配，例如：冲洗粗洗+超声精洗、喷淋粗洗+超声鼓泡精洗、喷淋粗洗+喷淋精洗等。其中，粗洗和精洗的次数都可以是一次或者多次，即至少一次粗洗+至少一次精洗。通过这种方式，先将待清洗构件利用粗洗流程清洗到某一个清洗等级，再通过精洗流程清洗到需要的干净程度，能在最短时间内清洗到所需干净等级，并节约一定量的有机清洗溶剂。在实际操作时，可以先采用喷淋或冲洗的方式使用清洗剂对待清洗构件进行清洗，再采用喷淋或冲洗的方式使用有机溶剂对待清洗构件进行清洗。
S2、清洗废液清洁处理
对清洗待清洗构件所产生的清洗废液，相关技术中往往直接废弃，不仅浪费而且对环境不友好。本申请中的清洗方法中，在利用前述的无机清洗剂和/或有机溶剂对待清洗构件进行清洗后，可进一步对清洗所产生的废液进行清洁处理，得到可再利用的无机清洗剂和/或有机溶剂。在实际操作过程中，可以将清洗后的废液收集，然后集中进行清洁处理。
在一些实施例中，对清洗待清洗构件所产生的清洗废液进行清洁处理的步骤，包括：采用过滤、先光固化处理后过滤、蒸馏和精馏中的至少一种方式对清洗废液进行清洁处理。具体可以采用过滤、先光固化处理后过滤、蒸馏和精馏等中的一种方式，也可以采用几种方式结合起来处理。
具体地，在利用清洗剂对待清洗构件进行清洗之后会产生清洗废液，这部分废液若不进行回收利用势必导致原料的浪费。发明人针对清洗废液主要提出以下三种处理方式，以将清洗废液处理之后循环利用，减少废液处理成本，同时还可以提高清洗液使用效率。
(1)过滤
过滤的方式不限，可以采用过滤膜或过滤棉进行过滤，以通过过滤膜或过滤棉来过滤掉清洗废液中的大分子物质，将废液中的色粉以及分子量比较大的成分过滤掉，特别是过滤掉清洗液中残留树脂等有机物，过滤掉大部分后再回收使用清洗液，以提高清洗剂的清洗效率。
具体地，用于过滤的材料选自超透膜、纳米透膜、选择性透过膜、聚酯纤维过滤棉、合成纤维过滤棉、玻璃纤维过滤棉和活性炭过滤棉中的至少一种；优选为超滤膜，以提升过滤的效果，更充分去除清洗废液中的大分子物质。发明人发现，将使用之后的清洗剂过滤之后用于再次对3D打印构件进行清洗，仍然能达到较好的清洗效果，通过再次回收利用提高了原料利用率，降低了清洗成本。
(2)光固化析出
对清洗剂在使用之后得到的清洗废液进行光固化并过滤，光固化是利用光固化树脂的特性，通过紫外线光照射清洗废液，使其中未固化的树脂发生固化，在过滤之后得到去除。
在一些实施例中，在紫外光照射的同时，对清洗废液进行搅拌。边固化边搅拌，使其充分固化，并形成小颗粒，然后过滤固化的树脂，留下清洗液可以进行二次使用。当然，在一些实施例中也可以不搅拌，具体根据实际情况进行选择即可。
过滤和光固化是两种不同的处理手段，可以根据清洗废液中树脂含量的不同进行选择。如对于树脂含量较低的废液可进行光固化析出过滤的方式；对于树脂含量较高的废液可以先进行过滤，过滤出酒精中的色粉类物质和少量的树脂，由于树脂含量较高时可能无法完全析出树脂，过滤后可配合光固化，以析出绝大部分树脂。
(3)蒸馏或精馏塔处理
采用蒸馏或精馏塔对清洗废液进行处理，将清洗液蒸馏出来，去掉失效的残渣，回收清洗液二次使用。其中精馏塔还能根据共沸点控制蒸馏出来的清洗液的浓度，得到浓度固定的清洗液，以使其更符合清洗需求。
S3、后固化
利用清洗剂对待清洗构件进行清洗的步骤之后，可对待清洗构件进行后固化处理；其中，后固化处理是采用UV固化灯和/或热固化装置对待清洗构件进行处理。具体地，后固化处理的方式不限于UV固化灯、热固化装置，也可以采用其他方式实现。
需要说明的是，本申请说明书中的S2-S3可以根据需要选择进行，且顺序也不限于目前的限定方式，如可以先进行清洗废液的清洁处理再进行后固化。
本申请实施例还提供一种用于实施上述清洗方法的清洗机10，请参照图1和图2，包括：清洗剂提供机构100和清洗机构200，清洗剂提供机构100用于提供清洗剂或清洗时容纳清洗剂，清洗机构200用于与清洗剂提供机构100配合，以利用清洗剂对待清洗构件001进行清洗。
需要说明的是，清洗剂提供机构100所提供或容纳的清洗剂为前述的清洗剂实施例中的清洗剂，且清洗机10所实施的清洗方法为前述的清洗方法实施例中所涉及的方法，相关详细内容请参阅上述各实施例，此处不再赘述。
在一些实施例中，清洗机10对待清洗构件001的清洗方式为浸泡清洗，此时清洗剂提供机构100和清洗机构200可以为同一机构；在另一些实施例中，如清洗机10对待清洗构件001的清洗方式为超声清洗，此时清洗剂提供机构100可以为容纳清洗剂及待清洗构件001的机构，而清洗机构200则可以为具有超声功能的机构，通过对清洗剂和/或待清洗构件001产生超声作用以对待清洗构件001进行清洗。
在一些实施例中，为了提升清洗的效果，可采用物理冲刷的方式进行清洗，具体地，清洗剂提供机构100包括容纳仓110，容纳仓110用于容纳待清洗构件001和/或清洗剂；清洗机构200包括物理冲刷发生组件210，物理冲刷发生组件210与容纳仓110连通，用于使清洗剂与待清洗构件001之间产生相对运动，以使清洗剂对待清洗构件001进行物理冲刷。
如图1所示，容纳仓110可容纳清洗剂，物理冲刷发生组件210可以为喷淋组件，该喷淋组件的出口可朝向待清洗构件001设置，入口可通过管道与容纳仓110连通，并通过抽取其中的清洗剂，将所抽取的清洗剂通过出口喷淋在待清洗构件001上。可以理解地，由喷淋组件喷出的清洗剂能够对待清洗构件001产生一定的冲击作用，而在冲击作用下能够更易于将待清洗构件001上的待清洗物(如前述的光固化树脂)带走。
进一步，如图2所示，容纳仓110可容纳清洗剂及待清洗构件001，物理冲刷发生组件210可以为离心转动组件，待清洗构件001可固定在离心转动组件上。在清洗过程中，离心转动组件带动待清洗构件001转动，从而使得待清洗构件001与容纳仓110中的清洗剂之间发生冲击，从而加速对待清洗构件001的清洗。
当然，物理冲刷发生组件210不限定于上述的能够实现喷淋或者离心转动的组件，还可以是能够实现冲洗、鼓泡、刷洗、搅拌、涡流、超声等中的至少一种的组件。也就是说，物理冲刷发生组件210可以具有上述一种功能，也可以具有多种功能，具体可根据实际需求进行选择，此处不做限定。
请一并参阅图3和图4，在一些实施例中，物理冲刷发生组件210包括喷头211，喷头211的出口与容纳仓110连通，用于通过喷头211的出口向容纳仓110中喷淋清洗剂。喷头211用于将清洗剂喷洒至待清洗构件001上，使待清洗构件001上的树脂与清洗剂反应，并在喷淋作用下被清洗剂冲刷带走。
在一些实施例中，清洗剂提供机构100还包括与喷头211连接的抽液泵140以及用于提供清洗剂的清洗剂容器150，清洗剂容器150位于容纳仓110的外侧，抽液泵140的一端通过管道与清洗剂容器150连通，抽液泵140的另一端通过管道与喷头211连通，喷头211至少部分位于容纳腔内，用于对待清洗构件001喷洒清洗剂。
在一些实施例中，请结合图3-5，清洗机构200还包括固定组件220和驱动装置230，固定组件220至少部分位于容纳仓110内，用于对待清洗构件001进行固定；驱动装置230与固定组件220连接，用于驱动固定组件220进行离心转动，以带动待清洗构件001离心转动。
在一实施例中，驱动装置230带动待清洗构件001的离心转动可以用于将待清洗构件001表面粘附的待清洗物至少部分甩掉，然后再通过喷头211向待清洗构件001喷淋清洗剂以进行清洗，如此能够减少清洗剂的用量。
具体地，在进行喷淋之前，可先控制驱动装置230对待清洗构件001离心转动。需要指出的是，尤其是在对该待清洗构件001进行首次离心转动时，待清洗构件001表面的树脂还未与清洗剂混合，粘度较高，树脂残留量较大，可提高离心转动的速度，以通过高速离心转动将待清洗构件001表面的大部分树脂甩离，使清洁剂更容易溶解和剥离待清洗构件001表面的树脂。
具体地，驱动装置230可包括转轴组件231和驱动组件232，其中，转轴组件231一端与驱动组件232连接，另一端与固定组件220连接，转轴组件231在驱动组件232的驱动下转动，进而带动固定在固定组件220上的待清洗构件001转动。
其中，待清洗构件001的竖直中心线可与转轴组件231的旋转轴线重合，也可以不重合，只要满足待清洗构件001可通过驱动装置230进行转动均属于本申请的保护范围。当待清洗构件001的摆放位置不是基于转轴组件231的旋转轴线对称设计时，例如，为了使树脂装置小型化，清洗机10仅对一个待清洗构件001进行操作时，为了避免树脂出现晃动，待清洗构件001的竖直中心线可与转轴组件231的旋转轴线重合。在其他优选的实施例中，待清洗构件001的重心靠近或重合于转轴组件231的旋转轴线。换言之，固定组件220的重心会与转轴组件231的旋转轴线偏离一段距离，以保证待清洗构件001放入清洗机10后，待清洗构件001和固定组件220所组成的整体结构的竖直中心线或重心与转轴组件231的旋转轴线重合。
可以理解地，在3D打印过程中，打印件是逐层粘附在打印平台002上而形成的，因此，3D打印完成得到的待清洗构件便是粘接在打印平台002上的。在相关技术中，需要先将待清洗构件从打印平台002上取下，然后再对待清洗构件001进行清洗。而本申请中，该打印平台002可以为一次性使用平台，在打印结束后，可以随待清洗构件001一同进行后处理，并可在后续的合适环节将二者分离即可。
在一些实施例中，待清洗构件001连接在打印平台002上，在通过清洗机10进行清洗时，可将打印平台002固定在固定组件220上，从而实现对待清洗构件001的固定。本实施例中，待清洗构件001位于打印平台002远离固定组件220的一侧，打印平台002上连接有待清洗构件001。固定组件220的竖直中心线可位于转轴组件231的竖直中心线(即旋转轴线)的一侧，待清洗构件001的竖直中心线位于转轴组件231的竖直中心线的另一侧。通过将固定组件220设于转轴组件231的一侧，待清洗构件001设于转轴组件231的另一侧，即采用不对称结构设计，有效的缩小了清洗机10的尺寸，同时避免出现偏心震动的问题。
由于如果将待清洗构件001直接固定在固定组件220上，会存在固定组件220将待清洗构件001损伤的风险，且固定的固位难以清洗到。上述实施例中，将打印平台002固定在固定组件220上的方式则可解决这一问题，而且打印平台002为一次性使用件，后续会抛弃掉，因此即便是在于固定组件220连接时造成一定的损伤也无妨。
进一步地，如前述的清洗方法的实施例中所述，待清洗构件001在被驱动转动的过程中，并不一定每个方位下待清洗构件001都处于可以被喷淋的区域中，因此，为了实现有效清洗，可先确定待清洗构件001的位置，然后根据其位置进一步控制喷头211进行喷淋清洗。
在一实施例中，清洗机10还包括控制机构250和反馈组件240。控制机构250与驱动装置230及清洗机构200连接，用于控制驱动装置230驱动固定组件220转动，及控制清洗机构200(如喷头211)对待清洗构件001进行清洗；反馈组件240与控制机构250连接，用于获取待清洗构件001的位置信息，并反馈给控制机构250，以使得控制机构250根据位置信息控制对驱动装置230的驱动，及控制清洗机构200对待清洗构件001的清洗。其中，控制机构250与各部件之间的连接均既可以为有线连接，也可以为无线连接，此处不做限定。
需要说明的是，当反馈组件240识别到待清洗构件001处于清洗位置的范围内时，将位置信息反馈至控制机构250，通过控制机构250控制喷头211喷洒清洗剂。可以理解的是，当驱动装置230包括伺服电机时，反馈组件240可以是伺服电机的内置编码器。
在一些实施例中，反馈组件240包括触发件241和感测件242，触发件241与驱动装置230连接，以在驱动装置230的驱动下与待清洗构件001同步转动，通过触发件241的位置信息能够反应待清洗构件001的位置信息；感测件242与控制机构250连接，具有触发工位，当触发件241转动至该触发工位时，将位置信息反馈至控制机构250。具体地，当触发件241的位置处于触发工位时，此处待清洗构件001刚好位于清洗位置的范围内，因此仅需要识别触发件241的位置信息即可确定待清洗构件001的位置信息，控制系统做出是否喷洒清洗剂的判断。
具体地，触发件241包括但不局限于感应片，触发件241沿容纳仓110的水平方向布设，与感测件242控制时，用于触发感测件242的工作。
在一些实施例中，感测件242与控制机构250通讯连接，触发件241与感测件242可发生相对转动，且在触发件241或感测件242的转动方向上，感测件242设有与触发件241配合的触发工位，感测件242包括但不局限于光电开关，其原理是利用被检测物体对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电，从而检测遮挡物体的有无。
在一些实施例中，触发件241通过驱动装置230沿容纳仓110的周向转动，感测件242连接于容纳仓110上；在另一实施例中，感测件242连接于驱动装置230上，触发件241连接于容纳仓110上。
如图5所示，当触发件241位于触发工位处时，喷头211朝向待清洗构件001设置，喷头211开始工作；当触发件241与触发工位错位一定角度后，喷头211停止对待清洗构件001进行喷淋。优选地，喷淋操作可不局限于单次，为了使得清洗更加充分，控制机构250可根据反馈组件240，驱使待清洗构件001返回到触发工位，对待清洗构件001进行多次清洗，甚至可以使喷头211位置对准待清洗构件001上的清洗困难区域，待清洗构件001在预设时间内停止转动，喷头211进行针对性的喷淋操作；可以理解的是，该预设的停转时间可作为清洗机10的控制参数之一，这样设置，可减少清洗溶剂的浪费，并且可对待清洗构件001进行充分的喷淋，清洗机10更有针对性和更显智能化。
示例性地，获取待清洗构件001的位置信息除了可以通过触发件241和感测件242的配合实现控制机构250获取驱动装置230的转动圈数之外，还可通过设置摄像头，摄像头用于拍摄待清洗构件001的转动角度等，此处不做限定。
在具体的喷淋清洗过程中，可通过控制机构250控制喷头211向待清洗构件001喷淋清洗剂，从而实现对待清洗构件001的清洗。
需要说明的是，喷头211可固定连接于容纳仓110上，也可以转动连接于容纳仓110上，即方便喷头211对不同的待清洗构件001进行喷淋处理，使用性更广。请配合图6，物理冲刷发生组件还可包括导轨212、滑块213和铰链214。具体地，导轨212可设置于容纳仓110的侧壁上，并沿容纳仓110的竖直方向布设，滑块213可滑动连接设置于导轨212上，喷头211通过铰链214铰接于滑块213上，实现喷头211的角度调节以及位置调节，方便对清洗困难的部位(如形状有倒扣、拐角等的部位)进行喷淋，其中该位置调节参数可以根据待清洗构件001的数字三维模型进行设置，例如通过3D打印前处理软件，识别出数字三维模型中的清洗困难区域，针对该区域，自动计算喷头211和/或待清洗构件001的运动路径，将该运动路径转化为喷头211的位置调节参数，对应的控制喷头211在导轨212上的位置、喷头211的角度位置、待清洗构件001于喷头211的转动位置，由此可使清洗机10更加智能化。
此外，除了通过调节喷头211的位置、角度等来改善清洗效果之外，还可通过控制待清洗构件001来实现。
具体地，在喷头211对待清洗构件001进行喷淋的过程中，驱动装置230可驱动待清洗构件001做差速运动和正反转运动，使清洗机10的工作方式多样化，针对待清洗构件001的类型，清洗机10的工作方式可针对性的设计。示例性地，驱动装置230包括但不局限于电机，电机控制待清洗构件001做圆周运动以及在一定角度范围内往复圆周运动，驱动组件232以及转轴组件231均可设置于容纳腔内。
控制机构250本实施例中通过喷头211对待清洗构件001进行喷淋处理的过程中，待清洗构件001在驱动装置230的带动下相对于喷头211进行左右摆动，能够使得清洗剂充分喷淋到待清洗构件001的表面，使清洗剂的清洗效率最大化的同时又能节约喷淋时间和清洗剂用量。
再如图5所示，喷淋时，待清洗构件001可相对于喷头211仅沿A方向或B方向转动，或者沿A方向和B方向进行往复地摆动。
此外，在前期的离心转动阶段，也可以根据需求控制驱动装置230驱动待清洗构件001做差速运动和正反转运动，而不限于在喷淋清洗阶段。
在一些实施例中，在喷淋结束后，可进一步控制驱动装置230对待清洗构件001进行最后一次离心转动，以将待清洗构件001表面的清洗剂也甩掉即可完成清洗。
在另一些实施例中，根据待清洗构件001的形状、尺寸等的不同，控制机构250可设置有不同次数的离心转动和喷淋循环操作，以满足其清洗需求。具体地，控制机构250可先控制驱动装置230对待清洗构件001进行首次离心转动，对待清洗构件001表面的树脂甩离，接着控制喷头211对待清洗构件001进行喷淋，然后当循环次数大于1，则继续进行离心转动和喷淋，该循环下可对待清洗构件001表面的清洗剂甩干以及对待清洗构件001表面的树脂进一步离心甩除；相应地，每次循环操作后，循环次数变为R-1，直到循环次数不大于1时，则控制机构250可控制结束循环操作。
当循环次数等于1时，控制机构250可控制驱动装置230对待清洗构件001进行离心转动，以将待清洗构件001表面的最后一次喷淋的清洗剂甩除，使得待清洗构件001的表面干净，无树脂和清洗剂残留，并通过控制机构250控制物理冲刷发生组件210以及驱动装置230停止工作，完成整个清洗工艺流程。
示例性地，启动清洗机10后，控制机构250可将自动获取控制参数，其中包括但不局限于转速、首次转动时长、循环转动时长、是否开启反转、离心转动+喷淋循环次数、甩干转动时长以及喷淋时长等。其中，转速指进行离心转动时驱动装置230的转动速度，包括首次离心高速转动、循环转动和甩干转动时的转速；首次转动时长指进行第一次进行离心转动时的驱动装置230以转速为r的运动时长，因为此时待清洗构件001表面的树脂还未与清洗剂混合，粘度较高，需要较长的转动时长s；循环转动时长指进行除第一次之外的离心转动时的驱动装置230以转速为r的运动时长，因为此时待清洗构件001表面的树脂与清洗剂混合，粘度较低，因此转动时长x可以相对s短一些；是否开启反转指进行除第一次之外的离心转动时驱动装置230的转动方向均与前一次的转动的方向相反，形成正转-反转-正转-反转交替的方式进行离心转动，保证离心转动的效率最大化；离心转动+喷淋循环次数指离心转动的总数R(包括首次转动)；甩干转动时长指将待清洗构件001表面的最后一次喷淋的清洗剂甩除，使待清洗构件001的表面干净，无树脂和清洗剂残留所对应的驱动装置230的转动时长；喷淋时长指每次离心转动结束后，给待清洗构件001喷洒清洗剂的时长。
上述实施例中通过离心转动以及降低树脂粘度的方法，有效的提高了树脂清除的效率，通过对待清洗构件001的位置的精准控制，使得对待清洗构件001的清洗操作更加智能化。
进一步地，对于上述清洗机10，也可以根据不同的清洗需求，控制对应的部件执行不同的功能。
在一实施例中，对待清洗构件001的清洗包括粗洗和精洗，具体地，可先将待清洗构件001连同打印平台002固定在固定组件220上，并将喷头211与盛装有无机清洗剂的清洗剂提供机构100连通，然后控制机构250可控制喷头211向待清洗构件001喷淋无机清洗剂以进行粗洗；然后将喷头211与盛装有有机溶剂的清洗剂提供机构100连通，控制机构250控制喷头211向待清洗构件001喷淋有机溶剂以进行精洗。当然，还可根据实际需求设置粗洗和精洗和循环次数为一次或多次。
当然，喷头211的数量还可以为多个。在一应用场景中，不同的喷头211可连接不同的清洗剂种类的清洗剂提供机构100；在另一应用场景中，不同的喷头211可设置在不同的位置，以使得对待清洗构件001的清洗更加全面。
进一步地，请参阅图7，在一些实施例中，清洗机10还包括用于对待清洗构件001和/或清洗剂进行加热的加热机构500，加热机构500可以根据需要设置，可以位于容纳仓110内或容纳仓110外。具体地，加热机构500可选自热风机、电阻加热件、加热管，本申请中不做限定，只要可实现待清洗构件001和/或清洗剂进行加热即可。
在图3所示的实施例中，加热机构500可设置于清洗剂容器150上，以对清洗剂进行加热，从而在利用喷头211向待清洗构件001进行喷淋时所喷出的是加热的清洗剂。
请继续参阅图3，在一些实施例中，清洗机10还包括收集装置300，收集装置300包括进液管310和废液盛放容器320，进液管310一端与容纳仓110连通，另一端与容纳仓110连通。在清洗过程中或者清洗之后，容纳仓110内的清洗废液可以通过排液管排出至废液盛放容器320中，将废液回收利用，或者将废液进行清洁处理。
在一些实施例中，请参照图8，清洗机10还包括固化机构400，固化机构400对应容纳仓110设置，用于对待清洗构件001进行固化处理。容纳仓110内还安装有至少一个固化机构400，固化机构400对应固定组件220设置，以对固定组件220上的待清洗构件001进行固化处理，在清洗的同时配合固化手段，可以对待清洗构件001或清洗废液进行固化处理。
在一些实施例中，控制机构250可通过反馈组件240获取待清洗构件001的位置信息，进而通过驱动装置230精准控制待清洗构件001的转动位置，是待清洗构件001处于最佳的固化位置角度，固化机构400对待清洗构件001进行充分的后固化操作，使得后固化操作更加智能化。
请参照图9，为了实现更智能化的设计，在另一实施例中，容纳仓110内设置有读取器或扫码装置等标识读取机构600，打印平台002设置有专属ID 003，该专属ID 003用于关联待清洗构件001及控制参数，专属ID 003可以是矩阵码(例如二维码、条形码等)、电子标签(RFID或NFC)、由包括但不局限于数字、字母以及文字在内的内容组成的识别码，当然，也可在待清洗构件001上直接成型矩阵码或识别码，在清洗机10操作前，通过标识读取机构600读取ID 003，可匹配获取当前待清洗构件001对应的控制参数。
示例性地，用户直接在清洗机10的操作界面上输入对应的控制参数，或者选择当前待清洗构件001的应用类型，不同的应用类型会在数据库中有对应的清洗机10的控制参数，控制参数主要用于控制物理冲刷发生组件210以及驱动装置230，控制参数包括但不局限于离心转速、离心转动时间、物理冲刷发生组件210工作参数等。可以理解的是，物理冲刷发生组件210的结构决定了物理冲刷发生组件210工作参数的类型，本申请中物理冲刷发生组件210包括用于喷出溶剂的喷头211时，物理冲刷发生组件210工作参数包括清洗剂喷淋时间、喷淋压力等；当物理冲刷发生组件210包括用于对待清洗构件001加热的加热机构500时，物理冲刷发生组件210工作参数包括加热时长、加热温度、加热功率等；当物理冲刷发生组件210包括使待清洗构件001处于真空状态的抽真空泵时，物理冲刷发生组件210工作参数包括压强、真空维持时长等。
可以理解的是，清洗机10与打印机的互联方式自动录入，在打印前，用户就已经设置好对应的打印工艺以及清洗机10的控制参数，在打印开始前，打印工艺与清洗机10的控制参数就已经通过有线或者无线的连接方式(例如wifi、蓝牙、网络)发送到打印机和清洗机10，其打印步骤和清洗步骤是连续的，打印机打印完后直接将待清洗构件001放入容纳仓110内，当识别到待清洗构件001后自动进行树脂清洗操作，实现智能化的工作。
在一些实施例中，还包括用于对待清洗构件001进行超声振动的超声振动机构和/或用于对容纳仓110进行抽真空的真空泵。即清洗机10还可以包括超声机以及真空泵等结构，以便于辅助超声、抽真空等手段。
本申请实施例中所提供的清洗机10的具体结构不限，在优选的实施方式中可以实现加热、物理冲刷、废液收集、固化等功能，但具体结构不限。
在一些实施例中，为了对容纳仓110进行更好地支撑，请继续参照图3和图4，清洗剂提供机构100还包括支撑件130以及设于容纳仓110与支撑件130之间的减震件120，减震件120设置有至少一个，减震件120分布于支撑件130的周缘，当减震件120设置有两个及两个以上时，相邻的两个减震件120间隔设置。
示例性地，减震件120包括但不局限于橡胶垫、减震垫、弹簧等，用于容纳仓110与支撑件130之间的减震。通过减震件120有利于降低容纳仓110与支撑件130之间工作产生的震动，提高容纳仓110与支撑件130的配合度以及工作的稳定性。
示例性地，容纳仓110与支撑件130呈上下分布，当然了，容纳仓110与支撑件130还可以是其他的分布方式，比如，支撑件130设于容纳仓110的外侧表面；容纳仓110以及支撑件130均可设置成圆柱状，当然了，容纳仓110以及支撑件130还可以是其他的形状，比如方形等，在此不做具体的限定。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
对以下实施例和试验例中的待清洗构件001和清洗效果效果评价方法进行说明：
采用黑格科技Model HP 2.0 Gray光敏树脂(主要成分为丙烯酸树脂)经黑格科技UltraCraft A2D设备光固化3D打印后得到结构件A、结构件B作为清洗对象，如图10所示，其中结构件A的结构相对于结构件B更简单一些。然后根据清洗的最终效果制定了不同的清洗等级：
清洗等级4表示清洗的很干净，表面无反光，样件不黏手，细节、凹坑、管道无树脂残留；
清洗等级3表示外表面无树脂残留，只有轻微反光，表面轻微黏手，细节处有微量树脂；
清洗等级2表示外表面大部分树脂已去除，表面黏手，细节处有较多树脂残留；
清洗等级1表示可去除脚面堆积较厚树脂，剩下表面较薄一层树脂，细节处残留大量树脂；
清洗等级0表示无明显清洗效果，树脂无法有效去除。
实施例1
本实施例提供一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，包括如下步骤：
将碱性无机物NaOH与水混合配置NaOH质量分数为2％的碱性溶液，其碱性为11.8，放入70℃恒温水槽，等温度达到70℃之后，将70℃碱性清洗溶液装入冲牙器，用冲牙器冲洗结构件A模型30s，再用气枪吹干，循环清洗步骤4次，固化；用冲牙器冲洗结构件B模型30s，再用气枪吹干，循环清洗步骤4次，固化。
实施例2-4
与实施例1的区别仅在于：碱性溶液中NaOH的质量分数依次为4％、6％、8％，实施例2-4对应的碱性分别为12.44、12.80和13.05。
对比例1
与实施例1的区别仅在于：碱性溶液中NaOH的质量分数为0％，对应的碱性分别为6.5。
经测试，对比例1和实施例1-4的清洗方法对结构件A清洗后的清洗等级分别为1、2、3、4和4；对比例1和实施例1-4的清洗方法对结构件B清洗后的清洗等级分别为1、2、2、3和4。
实施例5
本实施例提供一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，包括如下步骤：
将碱性无机物NaHCO3与水混合配置NaHCO3质量分数为2％的碱性溶液，其碱性分别为8.83，放入70℃恒温水槽，等温度达到70℃之后，将70℃碱性清洗溶液装入冲牙器，用冲牙器冲洗结构件A模型30s，再用气枪吹干，循环清洗步骤4次，固化；用冲牙器冲洗结构件B模型30s，再用气枪吹干，循环清洗步骤4次，固化。
实施例6-8
与实施例5的区别仅在于：碱性溶液中NaHCO3的质量分数依次为4％、6％、8％，实施例2-4对应的碱性分别为9.40、9.61和9.85。
对比例2
与实施例5的区别仅在于：碱性溶液中NaHCO3的质量分数为0％，对应的碱性分别为6.5。
经测试，对比例2和实施例5-8的清洗方法对结构件A清洗后的清洗等级分别为1、2、2、3和4；对比例2和实施例5-8的清洗方法对结构件B清洗后的清洗等级分别为1、1、2、2和3。
通过对比可知，采用NaOH的清洗效果好略优于NaHCO3。
实施例9
本实施例提供一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，包括如下步骤：
将碱性无机物Na2HPO3与水混合配置Na2HPO3质量分数为2％的碱性溶液，其碱性分别为8.7，放入70℃恒温水槽，等温度达到70℃之后，将70℃碱性清洗溶液装入冲牙器，用冲牙器冲洗结构件A模型30s，再用气枪吹干，循环清洗步骤4次，固化；用冲牙器冲洗结构件B模型30s，再用气枪吹干，循环清洗步骤4次，固化。
实施例10-12
与实施例5的区别仅在于：碱性溶液中Na2HPO3的质量分数依次为4％、6％、8％，实施例2-4对应的碱性分别为9.33、9.70和9.91。
对比例3
与实施例9的区别仅在于：碱性溶液中Na2HPO3的质量分数为0％，对应的碱性分别为6.5。
经测试，对比例3和实施例9-12的清洗方法对结构件A清洗后的清洗等级分别为1、2、2、3和4；对比例2和实施例5-8的清洗方法对结构件B清洗后的清洗等级分别为1、1、2、2和3。
通过对比可知，采用Na2HPO3与的清洗效果与NaHCO3大致相同，二者均差于NaOH。
通过以上实施例和对比例可知，在其他条件一致的情况下，碱性溶剂可以将粘有树脂的结构件清洗干净，并且碱性溶剂比例越高，其清洗效率越高。
实施例13
本实施例提供一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，包括如下步骤：
选取碱性物质NaOH，按照质量百分比6％与水配置溶液，在溶剂温度25℃的条件下，用冲牙器冲洗结构件A模型30s，再用气枪吹干，循环清洗步骤，测试在达到清洗等级4的情况下的清洗时间为10min。
实施例14-16
与实施例13的区别仅在于：溶剂温度依次为40℃、50℃和70℃。实施例14-16测试在达到清洗等级4的情况下的清洗时间依次为4min、3min、2min。
通过实施例13-16的对比可知，在其他条件一致的情况下，碱性溶剂的温度越高，其清洗效率越高。
实施例17(碱性清洗液回收过滤对清洗效率的影响)
本实施例提供一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，包括如下步骤：
选取碱性物质NaOH，按照质量百分比6％与水配置溶液，放入70℃恒温水槽，等温度达到70℃之后，将70℃碱性清洗溶液装入冲牙器，用冲牙器冲洗结构件A模型30s，再用气枪吹干，循环清洗步骤4次，固化；用冲牙器冲洗结构件B模型30s，再用气枪吹干，循环清洗步骤4次，固化，得到的清洗等级分别为4、3。
取上述清洗废液一半重复正常清洗液清洗步骤，固化，得到的清洗等级分别为3、2；另一半采用超滤膜过滤得到第一次过滤NaOH回收溶液(pH值为13.02)，重复正常清洗液清洗步骤，固化，得到的清洗等级分别为4、3；重复取清洗废液过滤得第二次过滤NaOH溶液(pH值为12.96)、第三次过滤NaOH溶液(pH值为12.93)，重复正常清洗液清洗步骤，固化，得到的清洗等级分别为4、3和4、3。
实验结果可以表明，超滤膜过滤可以大程度的还原碱性清洗剂的清洗能力。
实施例18
本实施例提供一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，包括如下步骤：
选取碱性物质NaOH，按照质量百分比6％与水配置溶液，放入70℃恒温水槽，等温度达到70℃之后，将70℃碱性清洗溶液转移到超声机器内，超声粗洗结构件A、结构件B5min，吹干；换新的70℃碱性清洗溶液，继续超声精洗20min，吹干，固化，得到的清洗等级分别为2和1。
实施例19
与实施例18的区别仅在于：清洗方式不同，具体如下：
选取碱性物质NaOH，按照质量百分比6％与水配置溶液，放入70℃恒温水槽，等温度达到70℃之后，将70℃碱性清洗溶液转移到超声机器内，容器底部加鼓泡装置，超声+鼓泡粗洗结构件A、结构件B 5min，吹干；换新的70℃碱性清洗溶液，继续超声+鼓泡精洗20min，吹干，固化，得到的清洗等级分别为4和3。
由实施例17可知，70℃NaOH清洗液冲牙器冲洗2min结构件A和结构件B就可以达到4和3，而实施例18、19中，超声5min粗洗+20min的精洗能达到2和1、超声鼓泡5min粗洗+20min的精洗能达到4和3，说明针对同一种碱性清洗液，不同清洗方式的清洗效率是不一样的。
实施例20
本实施例提供一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，包括如下步骤：
(1)选取碱性物质NaOH，按照质量百分比6％与水配置溶液，放入50℃恒温水槽，等温度达到50℃之后，将50℃碱性清洗溶液装入冲牙器，用冲牙器冲洗结构件A模型30s，再用气枪吹干，循环清洗步骤4次，得到的清洗等级为3；用冲牙器冲洗结构件B模型30s，再用气枪吹干，循环清洗步骤4次，得到的清洗等级为2。
(2)将清洗后的结构件A和结构件B加入盛有99％的异丙醇的容器超声清洗30s，吹干，固化，得到清洗等级皆为4。
对比例4
本对比例提供一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，包括如下步骤：
将未清洗的结构件A和结构件B加入盛有99％的异丙醇的容器超声清洗90s，吹干，得到的清洗等级分别为3和2；将清洗后的结构件A和结构件B加入盛有99％的异丙醇的容器超声清洗30s，吹干，固化，得到清洗等级皆为4。
根据实施例20和对比例4可以发现，碱性清洗溶液搭配有机溶剂做粗洗+精洗测试可以完全达到有机溶剂做粗洗+精洗的清洗效果，唯一缺点就是清洗时间会有稍微的延长。但是，采用碱性清洗溶液搭配有机溶剂做粗洗+精洗的方式，能够有效减少有机溶剂用量，减少成本、提升清洗的安全性。
实施例21-26
本实施例提供一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，包括如下步骤：
采用黑格科技Model HP 2.0 Gray光敏树脂经黑格科技UltraCraft A2D设备光固化3D打印后得到C型牙模作为清洗测试模型，选取碱性物质NaOH，按照质量百分比6％与水配置溶液，分别在溶剂温度40℃，50℃和70℃下，用冲牙器冲洗以及超声清洗牙模件测试，清洗精度逆扫数据如表1所示：
表1 不同清洗温度和清洗方式的清洗精度逆扫数据
其中，表格中的逆扫数据是与采用标准异丙醇清洗工艺进行清洗C型牙模进行对比得出的。
根据上表数据可知，碱性清洗液对模型精度影响的因素主要是热变形，可以根据树脂热变形温度及所能够接受的热变形程度等来选取清洗温度、清洗方式及时间。
实施例27
探究有机清洗剂回收过滤对清洗效率的影响，具体方法和测试结果如下：
选取四份异丙醇清洗剂，一份为干净标记为清洗剂B，另外三份已经清洗过结构件且清洗容量已达到饱和，取一份标记为清洗剂C，剩下两份清洗剂分别采用超滤膜过滤和光固化叠加超滤膜过滤，得到清洗剂D和清洗剂F，分别采用这四种清洗剂清洗结构件，清洗干净评定为等级4，其中清洗剂B能清洗干净16个结构件，C能清洗干净0个结构件，清洗剂D可以清洗干净10个结构件，清洗剂F可以清洗干净12个结构件。
可见，清洗剂能力为清洗剂B＞清洗剂F＞清洗剂D＞清洗剂C，以上测试表明通过超滤膜过滤可以一定程度上提高含有树脂清洗剂的清洗能力，通过光固化叠加超滤膜过滤，可以更进一步提高含有树脂清洗剂的清洗能力。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
工业实用性
本申请提供的用于清洗3D打印构件的清洗剂、清洗方法及清洗机10，利用碱性无机化合物作为清洗剂的主要原料，碱性无机化合物和酯可以发生皂化反应，生成醇和羧酸盐可溶于水，达到清洗的目的。采用本申请提供的清洗剂可以降低或直接不使用传统清洗剂如酒精或者异丙醇，从而降低成本、减少了清洗剂的刺激性，同时降低了酒精等易燃易爆有机溶剂的使用，在清洗剂使用和存储中提高了操作的安全性，适合于工业生产使用，具有非常好的工业应用前景。
Claims (17)
1.一种用于清洗3D打印构件的清洗剂，其特征在于，包括水和碱性无机化合物。
2.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，按质量百分比计，包括：水80-99.5％、碱性无机化合物0.5-20％、表面活性剂0-19.5％、乳化剂0-1％和消泡剂0-1％。
3.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述碱性无机化合物为可溶性碱和/或可溶性碱性盐；
其中，所述可溶性碱性盐选自碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸氢盐、亚硫酸盐、乙酸盐、硫化盐、硅酸盐、磷酸盐、偏铝酸盐和次氯酸盐中的至少一种；
其中，所述可溶性碱包括氢氧化钾和/或氢氧化钠，所述可溶性碱性盐为钠盐和/或钾盐。
4.根据权利要求2所述的清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂中的至少一种；
其中，所述阴离子表面活性剂选自硬脂酸和十二烷基苯磺酸盐中至少一种；所述阳离子表面活性剂为季铵化物；所述两性离子表面活性剂选自卵磷脂、氨基酸型表面活性剂和甜菜碱型表面活性剂中的至少一种；所述非离子表面活性剂选自烷基葡糖苷和脂肪酸甘油酯中的至少一种；
所述乳化剂为阴离子型乳化剂，并选自脂肪酸皂、烷基硫酸盐、十二烷基苯磺酸钠和磷酸盐中的至少一种；
所述消泡剂为非硅型消泡剂。
5.根据权利要求1-4任一项所述的清洗剂，其特征在于，打印所述3D打印构件的原材料为溶剂型树脂。
6.一种用于清洗3D打印构件的清洗方法，其特征在于，包括：
提供清洗剂，其中，所述清洗剂采用权利要求1-4中任一项所述清洗剂；
利用所述清洗剂对待清洗构件进行清洗。
7.根据权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，利用所述清洗剂对待清洗构件进行清洗的步骤包括：
利用所述清洗剂对所述待清洗构件进行物理冲刷，和/或
对所述清洗剂加热，并利用加热的清洗剂对所述待清洗构件进行清洗。
8.根据权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，在利用所述清洗剂对所述待清洗构件进行物理冲刷时，所述物理冲刷的方式包括冲洗、喷淋、鼓泡、刷洗、离心、搅拌、超声和涡流中的至少一种；
在利用加热的清洗剂对所述待清洗构件进行清洗时，所述清洗剂的清洗温度为20℃-100℃。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的清洗方法，其特征在于，利用所述清洗剂对待清洗构件进行清洗的步骤之前，所述清洗方法还包括：
驱动所述待清洗构件进行转动，以使得所述待清洗构件上的至少部分待清洗物甩离所述待清洗构件。
10.根据权利要求9所述的清洗方法，其特征在于，利用所述清洗剂对待清洗构件进行清洗的步骤之前，所述方法还包括：
确定所述待清洗构件的清洗位置；
利用所述清洗剂对待清洗构件进行清洗的步骤包括：
基于所述待清洗构件的清洗位置，向所述待清洗构件喷淋所述清洗剂。
11.根据权利要求6-8中任一项所述的清洗方法，其特征在于，利用所述清洗剂对待清洗构件进行清洗的步骤之后，所述清洗方法还包括：利用有机溶剂对所述待清洗构件进行再清洗；
其中，所述清洗和所述再清洗的次数为一次或多次；
所述有机溶剂选自乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸丁酯、酒精和异丙醇中的至少一种；
所述再清洗的方式为物理冲刷，所述物理冲刷的方式包括冲洗、喷淋、鼓泡、刷洗、离心、搅拌、超声和涡流中的至少一种。
12.根据权利要求6-8中任一项所述的清洗方法，其特征在于，还包括：
对清洗所述待清洗构件所产生的清洗废液进行清洁处理，得到再利用清洗剂；
其中，所述清洁处理包括过滤、先光固化处理后过滤、蒸馏和精馏中的至少一种。
13.一种用于实施权利要求6-12中任一项所述清洗方法的清洗机，其特征在于，包括：
清洗剂提供机构，用于提供清洗剂或清洗时容纳清洗剂；
清洗机构，用于与所述清洗剂提供机构配合，以利用所述清洗剂对所述待清洗构件进行清洗。
14.根据权利要求13所述的清洗机，其特征在于，所述清洗剂提供机构包括容纳仓，所述容纳仓用于容纳所述待清洗构件和/或清洗剂；
所述清洗机构包括物理冲刷发生组件，所述物理冲刷发生组件与所述容纳仓连通，用于使所述清洗剂与所述待清洗构件之间产生相对运动，以使所述清洗剂对所述待清洗构件进行物理冲刷；和/或
所述清洗机还包括加热机构，用于加热所述清洗剂。
15.根据权利要求14所述的清洗机，其特征在于，所述物理冲刷发生组件包括喷头，所述喷头的出口与所述容纳仓连通，用于通过所述喷头的所述出口向所述容纳仓中喷淋所述清洗剂。
16.根据权利要求15所述的清洗机，其特征在于，所述清洗机构还包括：
固定组件，至少部分位于所述容纳仓内，用于对待清洗构件进行固定；
驱动装置，与所述固定组件连接，用于驱动所述固定组件进行离心转动，以带动所述待清洗构件离心转动。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的清洗机，其特征在于，还包括收集装置，所述收集装置包括进液管和废液盛放容器，所述进液管一端与所述容纳仓连通，另一端与所述容纳仓连通。
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