一种3D打印件的后处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了本发明专利技术提供的一种3D打印件的后处理工艺，具体的步骤包括：完成光固化3D打印后的打印件，清除打印件上残料；将经过清洗处理的打印件移动至干燥处理区，对打印件进行干燥处理；然后用聚合的涂料对打印件的表面进行涂覆，该涂料包括光引发剂，受到能量传递后能够发生聚合反应从而产生固化；将打印件移动至固化区，对打印件进行能量传递，对于打印件表面涂料进行固化处理，采用以上所述的结构后，本发明专利技术具有以下的优点：通过离心或甩干处理去除大部分残留的未固化光敏树脂，再通过溶剂清洗，去除残留在打印件内部结构中的未固化光敏树脂，打印件表面的涂料能够在后固化箱中完全固化，3D打印效果能够良好的呈现。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印件的后处理工艺
本专利技术涉及增材制造行业，具体讲是一种3D打印件的后处理工艺。
技术介绍
3D打印机是一种快速成型机器，以数字模型文件为基础，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获得产品。3D打印机由其制造速度较快、材料种类较多、经济效益较好等优点，逐渐被推广应用。光固化成型法是3D打印机最早实用化的快速成型技术，用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，将打印物拉离，待打印料回流后再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体，获得产品。利用3D打印机打印完成后的打印件，需要进行一系列的后处理工艺，主要的工艺流程为清洗残料，以及补充固化两大步骤。光固化3D打印的树脂一般为光敏树脂、光敏聚合物等，当需要打印物的机械性能好时，其树脂一般是粘性极大的。若光固化材料粘性大，在打印过程中挂料的现象将特别严重。若打印的三维模型结构复杂，具有密集的空隙，那么附着在打印件上的未固化的树脂则更加难以去除。目前，光固化3D打印所使用的光敏树脂固化所需的光照的波长范围是400-450nm，而采用该波长的后固化箱的光照能量不足，而且3D打印过程中打印件表面及表层的光敏树脂接触到空气中的氧气，氧气会阻碍光光敏树脂的聚合反应，影响其光固化程度，使得光敏树脂固化程度不完全，故在实际操作中，经过清洗步骤后的打印件直接进行二次固化处理的效果并不理想。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够有效去除打印件表面以及内部结构中的未固化光敏树脂，且二次光固化效果优异的3D打印件后处理工艺。为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种3D打印件的后处理工艺，具体的步骤包括：完成光固化3D打印后的打印件，清除打印件上残料；将经过清洗处理的打印件移动至干燥处理区，对打印件进行干燥处理；然后用聚合的涂料对打印件的表面进行涂覆，该涂料包括光引发剂，受到能量传递后能够发生聚合反应从而产生固化；将打印件移动至固化区，对打印件进行能量传递，对于打印件表面涂料进行固化处理。采用以上所述的结构后，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点：通过离心或甩干处理去除大部分残留的未固化光敏树脂，再通过溶剂清洗，去除残留在打印件内部结构中的未固化光敏树脂，打印件干燥后对其表面进行涂料涂覆，涂料与光敏树脂的发生光固化反应的光照波长条件不同，所以打印件表面的涂料能够在后固化箱中完全固化，即打印件的表面固化完全，3D打印效果能够良好的呈现。进一步地，涂料包括20—60％的树脂，10—70％的单体，10—70％的溶剂，0.05—0.1％的流平剂和3—6％的光引发剂，以及任选0.05—0.1％的染料。进一步地，所述树脂为含有丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯，前述一种或者多种物质的液态有机聚合物。进一步地，所述单体为含有异冰片基丙烯酸酯、月桂酸甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯，前述一种或者多种物质的液态可聚合物。进一步地，所述溶剂为含有异丁醇、甲基异丁基酮、甲乙酮、乙酸丁酯，前述一种或者多种物质的溶剂。进一步地，清除打印件残料的方式包括离心机离心处理；甩干机甩干处理；溶剂清洗处理；流动水清洗；超声波清洗机处理。进一步地，所述溶剂清洗处理与流动水清洗均可以是通过进行高压喷淋的方式，该高压喷淋的压力为0.5-10MPa。进一步地，所述清除打印件残料的方式为首先将打印件进行离心机离心处理或甩干机甩干处理后，再用溶剂进行清洗，然后再用流动水进行清洗。进一步地，所述清除打印件残料的方式为首先将打印件进行离心机离心处理或甩干机甩干处理后，再通过超声波清洗机进行清洗，超声波清洗机的清洗液为溶剂。进一步地，所述溶剂清洗处理；流动水清洗；超声波清洗机处理中所使用的清洗剂包括有机溶剂有机溶剂与水基溶液，所述水基溶液为水与表面活性剂或螯合剂的混合物。附图说明图1为本专利技术一种3D打印件的后处理工艺的流程框架图。具体实施方式下面结合具体实施方式对专利技术作进一步详细地说明。由图1所示的一种3D打印件的后处理工艺的流程框架图可知，主要的步骤为：离心/甩干，该步骤的目的是，去除大部分的附着在打印件表面的未固化的原打印材料，即光敏树脂；有机溶剂喷淋，该步骤的目的是，进一步去除残留在打印件上的光敏树脂，特别是附着在打印件内部结构中的部分；水冲洗，可选择地进行水冲洗，该步骤的目的是，冲洗掉上个步骤的残料与有机溶剂；有机溶剂超声波清洗，可选择性地进行对打印件用有机溶剂进行超声波清洗，该步骤的目的是，将打印件的复杂结构中的残料清洗掉；干燥处理，该步骤的目的是，将打印件干燥处理，利于对打印件进行其他后处理步骤；涂覆涂料，将与光敏树脂发生光固化所需光照光波长不同的涂料涂覆在打印件的表面，该步骤的目的是，将打印件表面利用涂料覆盖起来；UV固化，对于打印件表面的涂料进行UV光照，使涂料光固化，该步骤的目的是，令打印件表面覆盖一层固化完全的涂料层。具体的步骤为：(a)完成光固化3D打印后的打印件，清除打印件上残料，具体的，清除打印件上的残料方式可以是，移动打印件至离心机或是甩干机，进行离心处理或是甩干处理，所述离心机的转速为600-2000r/min，离心时间为15-30min，如果光敏材料固化后机械强度较低的情况下，则可使用甩干机代替离心机，甩干机的转速为100-600r/min，甩干时间为5-15min，通常的离心/甩干设备的转速为400-800r/min；用溶剂对于打印件进行清洗，优选的，如果打印件的机械强度允许的情况下可以对打印件进行高压喷淋，高压喷淋的压力为0.5-5MPa，具体的喷淋压力可根据光敏材料固化后的硬度进行调节，光敏材料固化后的硬度越大，可使用越高压力进行喷淋，其中溶剂的选择需要满足的条件是无毒、无色、廉价的，溶剂可以是有机溶剂与水和表面活性剂或是螯合剂的混合物，其中常用的有机溶剂可以是酒精、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、正己烷、四氢呋喃等，表面活性剂的实例包括但不限于阴离子表面活性剂(例如硫酸盐、磺酸盐、羧酸盐和磷酸酯)、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂等，包括其组合。常见实例包括但不限于硬脂酸钠、线性烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、脂肪醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物等，以及螯合剂的实例包括但不限于乙二胺四乙酸、磷酸盐、次氮基三乙酸(NTA)、柠檬酸盐、硅酸盐以及丙烯酸和马来酸的聚合物；对打印件进行水冲洗，优选的可以在水中加入表面活性剂，一定流速与流量的水流能够有效地将打印件表面与内部结构中有机溶剂与残料冲洗掉，而且本步骤一般配合用溶剂对于打印件进行清洗的操作，能够减少溶剂用量，起到节约工艺的成本的效果；将打印件移动至超声波清洗机，该超声波清洗机内填充有溶剂，打印件浸泡在有机溶剂内进行超声波清洗；以上清除残料的处理方式在实际操作过程中操作的顺序可以是替换的，也可以反复进行，本实施方式中并不对次进行限定。(b)将经过步骤(a)处理的打印件移动至干燥处理区，对打印件进行干燥处理，具体的可以使用风干箱对打印件进行干燥处理，优选的，干燥处理区中设有控温系统，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印件的后处理工艺，其特征在于，其步骤包括：(a)完成光固化3D打印后的打印件，清除打印件上残料；(b)将经过步骤(a)处理的打印件移动至干燥处理区，对打印件进行干燥处理；(c)用聚合的涂料将经过步骤(b)处理的打印件的表面进行涂覆，该涂料包括光引发剂，受到能量传递后能够发生聚合反应从而产生固化；(d)将经过步骤(c)处理的打印件移动至固化区，对打印件进行能量传递，对于打印件表面涂料进行固化处理。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印件的后处理工艺，其特征在于，其步骤包括：(a)完成光固化3D打印后的打印件，清除打印件上残料；(b)将经过步骤(a)处理的打印件移动至干燥处理区，对打印件进行干燥处理；(c)用聚合的涂料将经过步骤(b)处理的打印件的表面进行涂覆，该涂料包括光引发剂，受到能量传递后能够发生聚合反应从而产生固化；(d)将经过步骤(c)处理的打印件移动至固化区，对打印件进行能量传递，对于打印件表面涂料进行固化处理。2.根据权利要求1所述的一种3D打印件的后处理工艺，其特征在于，步骤(d)中的涂料包括20—60％的树脂，10—70％的单体，10—70％的有机溶剂，0.05—0.1％的流平剂和3—6％的光引发剂，以及任选0.05—0.1％的染料。3.根据权利要求2所述的一种3D打印件的后处理工艺，其特征在于，所述树脂为含有丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯，前述一种或者多种物质的液态有机聚合物。4.根据权利要求2所述的一种3D打印件的后处理工艺，其特征在于，所述单体为含有异冰片基丙烯酸酯、月桂酸甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯，前述一种或者多种物质的液态可聚合物。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡梦龙，郭琰辉，
申请(专利权)人：宁波市石生科技有限公司，北京清锋时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33