一种3D打印件的后处理方法与流程

本发明涉及3d打印技术领域，尤其是一种3d打印件的后处理方法。

背景技术：

3d打印是一种运用塑料、金属、无机非金属材料等可粘合材料，以数字模拟文件为基础，利用逐层打印方式来构造零件物的快速成型技术。目前，在现有技术中，常用的成熟快速成型工艺有立体平版印刷(sla)、选择性激光烧结(sls)、熔融沉积造型(fdm)、数字光处理(dlp)和熔丝制造(fff)等，sla、sls制作的快速原型虽然具有较好的精度和表面粗糙度，但强度较低，机器和材料的价格均高。因此对于质量要求高的产品零件，常常采用二次复模方法。fdm因其成本低、强度较好、无毒气和无化学污染而被广泛采用。fdm采用计算机控制喷头做水平运动，将加热的热塑性材料从喷头里挤出来，在温度低于材料熔点的成型室工作台上，迅速形成一层薄片轮廓截面，然后工作台下降一定高度(即层厚)，喷头继续挤出热塑性材料，这样逐层堆积，最终堆积成三维产品零件。但从fdm成型工艺过程来看，目前成型件存在以下几方面的误差：1、层与层之间堆砌痕迹明显。2、成型堆积过程中的制造误差。3、结构强度较差。因此，需要通过后处理工艺提高工件的性能。现有的3d打印件后处理工艺中，喷丸处理和数控机床二次加工的设备复杂，步骤繁琐，树脂表面喷涂只是改善了外观，结构的强度并不能得到显著提高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种3d打印件的后处理方法，能够解决现有技术的不足，操作方便，可以有效提高3d打印件的表面光滑度和结构强度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种3d打印件的后处理方法，包括以下步骤：

a、配置喷涂溶液；

将15～25份的碳纳米管、5～10份的聚丙烯酸酯、3～5份的松油醇、6～10份的聚乙二醇和80～100份的溴苯进行混合，然后加热至50～60℃，持续搅拌20～30min；

b、将喷涂溶液注入喷涂装置内，将待处理的3d打印件置于喷涂装置内，使用喷涂装置将喷涂溶液均匀喷涂在3d打印件表面，喷涂的同时进行辐照加热。

作为优选，步骤a中，将20份的碳纳米管、6份的聚丙烯酸酯、5份的松油醇、7份的聚乙二醇和100份的溴苯进行混合，然后加热至50℃，持续搅拌30min。

作为优选，步骤b中，喷涂溶液在3d打印件表面的喷涂厚度为100～150μm。

作为优选，所述喷涂装置包括机壳，机壳内安装有旋转托盘，旋转托盘通过电机驱动旋转，机壳的一侧通过第一气缸安装有喷涂头，机壳的另一侧通过第二气缸对称安装有两个挡板，挡板内侧开设有若干个排风孔，排风孔与排风管连接，两个挡板之间安装有辐照加热器，喷涂头与储料罐连接。

作为优选，所述喷涂头包括两列对称设置的通孔，通孔的外侧边缘设置有缺口，通孔的外侧固定有弧形导流板，弧形导流板上设置有若干个相互平行的导流通槽，两列通孔之间固定有金属网板。

作为优选，所述缺口中间设置有凹槽，凹槽的深度由靠近通孔的一端向远离通孔的一端逐渐增加。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明采用碳纳米管对3d打印工件进行表面后处理，操作简便、处理后的表面光滑度和结构强度均明显提高。本发明采用喷涂和烘干同步进行的方式，可以有效提高涂层的干燥均匀度和速度。为此，本发明专门设计了转用的喷涂装置。此喷涂装置采用喷涂、烘干对向设置的结构，在工件自转过程中实现喷涂和烘干。溶液通过通孔喷出，通孔外侧的缺口可以加大通孔外侧的喷射量，从而在弧形导流板的导向作用和排风孔的吸引作用下，实现对工件侧向的喷涂，金属网板用于提高工件正面喷涂过程中溶液分布的均匀度，通过“侧向喷涂+正面喷涂”的方式，可以有效提高喷涂范围，提高喷涂均匀度。挡板用于阻挡和收集向外飘散的溶液液滴，并通过排风孔及时收集，避免喷涂溶液污染辐照加热器。缺口中间的凹槽可以加大溶液侧向喷射的角度范围。

附图说明

图1是本发明中喷涂装置的结构图。

图2是本发明中喷涂头的俯视图。

图中：1、机壳；2、旋转托盘；3、电机；4、第一气缸；5、喷涂头；6、第二气缸；7、挡板；8、排风孔；9、排风管；10、辐照加热器；11、通孔；12、缺口；13、弧形导流板；14、导流通槽；15、金属网板；16、凹槽；17、扩口；18、储料罐。

具体实施方式

本发明一个具体实施方式包括以下步骤：

a、配置喷涂溶液；

将20份的碳纳米管、6份的聚丙烯酸酯、5份的松油醇、7份的聚乙二醇和100份的溴苯进行混合，然后加热至50℃，持续搅拌30min；

b、将喷涂溶液注入喷涂装置内，将待处理的3d打印件置于喷涂装置内，使用喷涂装置将喷涂溶液均匀喷涂在3d打印件表面，喷涂的同时进行辐照加热；喷涂溶液在3d打印件表面的喷涂厚度为100～150μm。

参照图1-2，所述喷涂装置包括机壳1，机壳1内安装有旋转托盘2，旋转托盘2通过电机3驱动旋转，机壳1的一侧通过第一气缸4安装有喷涂头5，机壳1的另一侧通过第二气缸6对称安装有两个挡板7，挡板7内侧开设有若干个排风孔8，排风孔8与排风管9连接，两个挡板7之间安装有辐照加热器10，喷涂头5与储料罐18连接。所述喷涂头5包括两列对称设置的通孔11，通孔11的外侧边缘设置有缺口12，通孔11的外侧固定有弧形导流板13，弧形导流板13上设置有若干个相互平行的导流通槽14，两列通孔11之间固定有金属网板15。所述缺口12中间设置有凹槽16，凹槽16的深度由靠近通孔11的一端向远离通孔11的一端逐渐增加。

另外，导流通槽14的出口端设置有扩口17，扩口17的厚度小于导流通槽14的厚度。喷涂溶液在经过缺口12扩大喷射角度之后，可以在充分利用导流槽通14的宽度，并在扩口17处产生足够的喷射流速，从而进一步提高工件侧向喷涂的覆盖面积。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种3d打印件的后处理方法，其特征在于包括以下步骤：

a、配置喷涂溶液；

将15～25份的碳纳米管、5～10份的聚丙烯酸酯、3～5份的松油醇、6～10份的聚乙二醇和80～100份的溴苯进行混合，然后加热至50～60℃，持续搅拌20～30min；

b、将喷涂溶液注入喷涂装置内，将待处理的3d打印件置于喷涂装置内，使用喷涂装置将喷涂溶液均匀喷涂在3d打印件表面，喷涂的同时进行辐照加热。

2.根据权利要求1所述的3d打印件的后处理方法，其特征在于：步骤a中，将20份的碳纳米管、6份的聚丙烯酸酯、5份的松油醇、7份的聚乙二醇和100份的溴苯进行混合，然后加热至50℃，持续搅拌30min。

3.根据权利要求2所述的3d打印件的后处理方法，其特征在于：步骤b中，喷涂溶液在3d打印件表面的喷涂厚度为100～150μm。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的3d打印件的后处理方法，其特征在于：所述喷涂装置包括机壳(1)，机壳(1)内安装有旋转托盘(2)，旋转托盘(2)通过电机(3)驱动旋转，机壳(1)的一侧通过第一气缸(4)安装有喷涂头(5)，机壳(1)的另一侧通过第二气缸(6)对称安装有两个挡板(7)，挡板(7)内侧开设有若干个排风孔(8)，排风孔(8)与排风管(9)连接，两个挡板(7)之间安装有辐照加热器(10)，喷涂头(5)与储料罐(18)连接。

5.根据权利要求4所述的3d打印件的后处理方法，其特征在于：所述喷涂头(5)包括两列对称设置的通孔(11)，通孔(11)的外侧边缘设置有缺口(12)，通孔(11)的外侧固定有弧形导流板(13)，弧形导流板(13)上设置有若干个相互平行的导流通槽(14)，两列通孔(11)之间固定有金属网板(15)。

6.根据权利要求5所述的3d打印件的后处理方法，其特征在于：所述缺口(12)中间设置有凹槽(16)，凹槽(16)的深度由靠近通孔(11)的一端向远离通孔(11)的一端逐渐增加。

技术总结
本发明公开了一种3D打印件的后处理方法，包括以下步骤：A、配置喷涂溶液；将15～25份的碳纳米管、5～10份的聚丙烯酸酯、3～5份的松油醇、6～10份的聚乙二醇和80～100份的溴苯进行混合，然后加热至50～60℃，持续搅拌20～30min；B、将喷涂溶液注入喷涂装置内，将待处理的3D打印件置于喷涂装置内，使用喷涂装置将喷涂溶液均匀喷涂在3D打印件表面，喷涂的同时进行辐照加热。本发明能够改进现有技术的不足，操作方便，可以有效提高3D打印件的表面光滑度和结构强度。

技术研发人员：周云英;曹雅梅;侯定贵
受保护的技术使用者：北华航天工业学院
技术研发日：2020.07.07
技术公布日：2020.10.09