一种3D打印的微型膜过滤器及其制备工艺制造技术

一种3D打印的微型膜过滤器，本发明专利技术涉及用3D打印的方法制造微型膜过滤器，它为了解决现有微型膜过滤器制造成本高，用材种类多，无法个性化快速定制的问题。该3D打印的微型膜过滤器包括整体支架，杯体，杯体封盖，封盖连接螺母，滤杯底座，膜片底座，带孔滤板，带孔筛板，磁子，膜片，多只硅胶O型密封圈和导管。其中，整体支架，杯体，杯体封盖，封盖连接螺母，滤杯底座，膜片底座，带孔滤板，带孔筛板均采用3D打印技术实现制造，生产成本低，用材种类少，可实现个性化快速定制。

Micro film filter for 3D printing and preparation process thereof

Micro membrane filter for 3D printing, the invention relates to a method for manufacturing 3D printing micro membrane filter, it solves the existing micro membrane filter, high manufacturing cost, material variety, not rapid customization problem. Micro membrane filter of the 3D printing including the overall frame, the cup body, the cup cover, sealing connecting nut, filter cup base, diaphragm base, perforated plate, perforated plate, magnets, diaphragm, multi silica O type sealing ring and a catheter. Among them, the overall frame, the cup body, the cup cover, sealing connecting nut, filter cup base, diaphragm base, perforated plate, perforated plate using 3D printing technology to achieve manufacturing, low production cost, material are few, can achieve rapid customization.

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印的微型膜过滤器及其制备工艺
本专利技术涉及膜过滤器的制造，具体为3D打印技术制造一种微型膜过滤器。
技术介绍
以超滤杯为代表的微型膜过滤器主要包括杯体，滤杯底座，膜片底座，在使用时在膜片底座上放置一滤膜，通过加压或者抽真空即可对被过滤的物料进行分离，得到滤液和上存液。超滤杯的应用广泛，可应用到生物制药、抗生素、中药提纯、血液制品、植物提纯、食品、茶饮料、茶多酚以及实验状态下静态膜通量及膜截留率等领域。目前超滤杯的制造往往同时用到尼龙，聚砜，乙缩醛，聚乙烯，阳极化铝等多种材料，不同的部分采用不同的制造工艺和方式，整体较为复杂且由于超滤杯的精密性等原因导致生产成本较高且产品尺寸种类有限。3D打印（3Dprinting，又称三维打印）是一种快速成形技术，它以数字模型为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式构造物体。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。工业级光敏树脂3D打印机目前的精度已经达到0.1mm甚至更高，可以满足工业生产需求，光敏树脂材料对化学试剂的耐腐蚀性能良好，采有3D打印方式制造微型膜过滤器可以有效降低生产成本，减少用材种类提高生产速率并快速开发出各种适应用户尺寸需求的产品，实现个性化快速定制。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提出一种不同于传统加工方式以生产微型膜过滤器的方法，使用光敏树脂3D打印机，选用光敏树脂材料根据前期建模完成的数字文件来制造，并经后期去除支撑以保证表面的光滑。本专利技术的技术方案如下。一种3D打印的微型膜过滤器，其特征在于，包括杯体，带孔筛板，膜片底座，滤杯底座，带孔滤板，杯体封盖，封盖连接螺母，整体支架，膜片；其中杯体，带孔筛板，膜片底座，滤杯底座，带孔滤板，杯体封盖，封盖连接螺母，整体支架均采用3D打印方式制造；在杯体的顶部开有进水口，中部有卡口，带孔筛板置于卡口上，卡口下方放置膜片底座，杯体和膜片底座上部边缘的连接处采用硅胶O垫圈密封，在连接处的上方开有环形凹槽增加密封性，杯体底部开有内螺纹；在杯体的上部有杯体封盖，杯体封盖内开环形凹槽，并内置硅胶O型圈密封，封盖内部有矩形横梁以防止杯体和杯体封盖连接过深，杯体封盖侧面开有带外螺纹的通道以接入外导管；封盖连接螺母有内螺纹，内螺纹与外螺纹连接，并内置硅胶O型圈密封，封盖连接螺母的内部开有孔以通入外导管；外导管连接加压液体，并依次经孔和通道把加压液体通入进水口；在膜片底座3的上部侧面有向外突起，用于和杯体侧面的卡槽卡合固定；膜片底座的内部为锥形，锥形顶部设有下沉台阶以放置带孔滤板，带孔滤板上放置膜片；锥体斜面汇聚滤液到锥体底部出水口排出，底部有向下突起用以和滤杯底座卡合；在滤杯底座上开有外螺纹，与杯体下部的内螺纹配合连接；滤杯底座中心为空心圆，空心圆直径与膜片底座的向下突起直径相配合；装配好的微型膜过滤器内置于整体支架中，以防水压过大时杯体和杯体封盖之间脱离。本专利技术所述带孔筛板上放置小磁子，磁子直径大于筛孔直径。本专利技术所述所述带孔滤板，膜片，膜片底座和杯体的环形凹槽之间以采用硅胶O型圈压合密封。本专利技术所述带孔筛板上均匀开有5个直径8mm的圆孔。本专利技术所述带孔滤板上均匀开有40个直径2mm的圆孔。本专利技术所述杯体封盖的通道和封盖连接螺母之间采用硅胶O型圈压合密封。本专利技术所述3D打印采用光敏树脂3D打印机。本专利技术还公开了一种3D打印的微型膜过滤器的制备工艺，包括以下步骤：步骤S1：使用3dsMax和Solidworks等建模软件在计算机上绘制需要的膜过滤器的三维数字模型，并导入RPDate软件进行打印前处理，确定好造型方向及方位布置，分层厚度0.1mm；步骤S2：输入到光敏树脂3D打印机中进行打印，设置激光扫描速度为5500mm/s，光斑补偿直径为0.14mm，使用透明光敏树脂材料；步骤S3：打印结束后再通过：清洗→去除支撑→水砂纸打磨→后固化约15分钟→光油处理，从而保证其整体透明和表面光滑，进而保证其良好的密封性和透明度。有益效果：本专利技术的杯体，带孔筛板，膜片底座，滤杯底座，带孔滤板，杯体封盖，封盖连接螺母，整体支架均采用3D打印技术制造，降低微型膜过滤器的生产成本，缩短生产时间，简化制备工序，减少用材种类，适于批量生产，提高生产效率，可实现个性化快速定制，具有很强的实用性和广阔的应用前景。附图说明图1为一种3D打印的微型膜过滤器整体结构示意图；其中：1杯体，2带孔筛板，3膜片底座，4滤杯底座，5带孔滤板，6杯体封盖，7封盖连接螺母，8整体支架，9膜片。图2为杯体结构的左视图；其中：1-1为进水口，1-2为杯体1和膜片底座3上部的连接处，1-3为卡槽，1-4为环形凹槽，1-5为内螺纹，1-6为卡口。图3为膜片底座结构的主视图；3-1为下沉台阶，3-2为出水口，3-3为向外突起，3-4为锥体斜面，3-5为底部向下突起。图4为滤杯底座结构的俯视图；4-1外螺纹，4-2空心圆。图5为带孔筛板结构的俯视图。图6为带孔滤板结构的俯视图。图7为杯体顶部封盖的主视图；6-1环形凹槽，6-2矩形横梁，6-3通道，6-4外螺纹。图8为封盖连接螺母的主视图；7-1内螺纹，7-2孔。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本专利技术，但并不用来限定本专利技术的实施范围。一种3D打印的微型膜过滤器，包括杯体1，带孔筛板2，膜片底座3，滤杯底座4，带孔滤板5，杯体封盖6，封盖连接螺母7，整体支架8，膜片9，导管和多只硅胶O型圈，其中杯体1，带孔筛板2，膜片底座3，滤杯底座4，带孔滤板5，杯体封盖6，封盖连接螺母7，整体支架8，均采用3D打印方式制造。在杯体1的顶部开有进水口1-1，中部有卡口1-6，带孔筛板2置于卡口1-6上，卡口1-6下方放置膜片底座3，杯体1和膜片底座3上部边缘的连接处1-2采用硅胶O垫圈密封，在连接处1-2的上方开有环形凹槽1-4增加密封性；膜片底座3和杯体1的环形凹槽1-4之间以采用硅胶O型圈压合密封；杯体1下部开有内螺纹1-5。在杯体1的上部有杯体封盖6，杯体封盖6内开环形凹槽6-1并内置硅胶O型圈密封，封盖内部有矩形横梁6-2以防止杯体1和杯体封盖连接过深，杯体封盖6侧面开有带外螺纹6-4的通道6-3以接入外导管。封盖连接螺母7有内螺纹7-1，内螺纹7-1与外螺纹6-4连接，并内置硅胶O型圈密封，封盖连接螺母7的内部开有孔7-2以通入外导管；外导管连接加压液体，并依次经孔7-2和通道6-3把加压液体通入进水口1-1，通道6-3和封盖连接螺母7之间采用硅胶O型圈压合密封。在膜片底座3的上部侧面有向外突起3-3，用于和杯体1侧面的卡槽1-3卡合固定；膜片底座3的内部为锥形，锥形顶部设有下沉台阶3-1以放置带孔滤板5，带孔滤板5上放置膜片9。锥体斜面3-4汇聚滤液到锥体底部出水口3-2排出，底部有向下突起3-5用以和滤杯底座4卡合。在滤杯底座4上开有外螺纹4-1，与杯体1下部的内螺纹1-5配合连接；滤杯底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印的微型膜过滤器，其特征在于，包括杯体（1），带孔筛板（2），膜片底座（3），滤杯底座（4），带孔滤板（5），杯体封盖（6），封盖连接螺母（7），整体支架（8），膜片（9）；其中杯体（1），带孔筛板（2），膜片底座（3），滤杯底座（4），带孔滤板（5），杯体封盖（6），封盖连接螺母（7），整体支架（8）均采用 3D 打印方式制造；在杯体（1）的顶部开有进水口（1‑1），中部有卡口（1‑6），带孔筛板（2）置于卡口（1‑6）上，卡口（1‑6）下方放置膜片底座（3），杯体（1）和膜片底座（3）上部边缘的连接处（1‑2）采用硅胶O垫圈密封，在连接处（1‑2）的上方开有环形凹槽（1‑4）增加密封性，杯体（1）底部开有内螺纹（1‑5）；在杯体（1）的上部有杯体封盖（6），杯体封盖（6）内开环形凹槽（6‑1）并内置硅胶O型圈密封，封盖内部有矩形横梁（6‑2）以防止杯体（1）和杯体封盖（6）连接过深，杯体封盖（6）侧面开有带外螺纹（6‑4）的通道（6‑3）；封盖连接螺母（7）有内螺纹（7‑1），内螺纹（7‑1）与外螺纹（6‑4）连接，并内置硅胶O型圈密封，封盖连接螺母（7）的内部开有孔（7‑2）以通入外导管；外导管连接加压液体，加压液体依次经外导管、孔（7‑2）和通道（6‑3）通入进水口（1‑1）；在膜片底座（3）的上部侧面有向外突起（3‑3），用于和杯体（1）侧面的卡槽（1‑3）卡合固定；膜片底座（3）的内部为锥形，锥形顶部设有下沉台阶（3‑1）以放置带孔滤板（5），带孔滤板（5）上放置膜片（9）；锥体斜面（3‑4）汇聚滤液到锥体底部出水口（3‑2）排出，底部有向下突起（3‑5）用以和滤杯底座（4）卡合；在滤杯底座（4）上开有外螺纹（4‑1），与杯体（1）下部的内螺纹（1‑5）配合连接；滤杯底座（4）中心为空心圆（4‑2），空心圆（4‑2）直径与膜片底座（3）的向下突起（3‑5）直径相配合；装配好的微型膜过滤器内置于整体支架（8）中，以防水压过大时杯体（1）和杯体封盖（6）之间脱离。...

【技术特征摘要】
1.一种3D打印的微型膜过滤器，其特征在于，包括杯体（1），带孔筛板（2），膜片底座（3），滤杯底座（4），带孔滤板（5），杯体封盖（6），封盖连接螺母（7），整体支架（8），膜片（9）；其中杯体（1），带孔筛板（2），膜片底座（3），滤杯底座（4），带孔滤板（5），杯体封盖（6），封盖连接螺母（7），整体支架（8）均采用3D打印方式制造；在杯体（1）的顶部开有进水口（1-1），中部有卡口（1-6），带孔筛板（2）置于卡口（1-6）上，卡口（1-6）下方放置膜片底座（3），杯体（1）和膜片底座（3）上部边缘的连接处（1-2）采用硅胶O垫圈密封，在连接处（1-2）的上方开有环形凹槽（1-4）增加密封性，杯体（1）底部开有内螺纹（1-5）；在杯体（1）的上部有杯体封盖（6），杯体封盖（6）内开环形凹槽（6-1）并内置硅胶O型圈密封，封盖内部有矩形横梁（6-2）以防止杯体（1）和杯体封盖（6）连接过深，杯体封盖（6）侧面开有带外螺纹（6-4）的通道（6-3）；封盖连接螺母（7）有内螺纹（7-1），内螺纹（7-1）与外螺纹（6-4）连接，并内置硅胶O型圈密封，封盖连接螺母（7）的内部开有孔（7-2）以通入外导管；外导管连接加压液体，加压液体依次经外导管、孔（7-2）和通道（6-3）通入进水口（1-1）；在膜片底座（3）的上部侧面有向外突起（3-3），用于和杯体（1）侧面的卡槽（1-3）卡合固定；膜片底座（3）的内部为锥形，锥形顶部设有下沉台阶（3-1）以放置带孔滤板（5），带孔滤板（5）上放置膜片（9）；锥体斜面（3-4）汇聚滤液到锥体底部出水口（3-2）排出，底部有向下突起（3-5）用以和滤杯底座（4）卡合；在滤杯底座（4）上开有外螺纹（4-1），与杯体（1）下部的内螺纹（1-5）配合...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈蔡龙，殷聪聪，吴霞，汪勇，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32