一种3D打印模型层纹消除系统及其使用方法技术方案

一种3D打印模型层纹消除系统及其使用方法，系统包括工作台，工作台上连接有主体框架，主体框架外的工作台上连接有控制装置，主体框架内下层空间的工作台上放置有3D打印模型，3D打印模型的旁边设有粗糙度非接触式测量装置，粗糙度非接触式测量装置连接在工作台上，主体框架内下层空间的顶部连接有层纹消除装置；主体框架内上层空间安装有蒸汽发生装置、回气装置和输水装置，蒸汽发生装置、回气装置、输水装置和层纹消除装置连接；本发明专利技术能够抛光ABS材料制作的打印模型，在线测量打印模型表面的粗糙度，并有效地吸收抛光剂丙酮，避免对人体和环境的影响。

A 3D printing model lamination elimination system and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印模型层纹消除系统及其使用方法
本专利技术属于3D打印
，具体涉及一种3D打印模型层纹消除系统及其使用方法。
技术介绍
FDM型3D打印机利用喷头上的加热棒，将PLA、ABS，蜡、或者尼龙等热塑性线材加热成熔融态，然后在挤出装置的作用下，从喷嘴挤出。数控装置驱动喷嘴，沿着填充轨迹运动，将熔融态的材料一层层叠加，直至构建成完整的打印模型。由于受到分层打印叠加成型工艺的影响，不可避免地在打印模型表面沿着Z轴方向形成了阶梯状的层纹。打印层纹使得模型外观显得粗糙，对模型的表面精度有着较大的影响。常用的层纹处理方法有砂纸打磨法、模型光滑液处理法、补土法和丙酮熏蒸法。砂纸打磨快捷方便，但是对操作技巧有着较高的要求，稍有不慎易损伤模型，该方法适用于对表面质量没有特殊要求的打印模型进行处理。模型光滑液由分装在瓶内的A、B胶组成，使用时将A、B胶按照1:1的比例调和，然后用刷子均匀涂抹在打印模型表面，直至覆盖上打印层纹，再风干12-15小时，待其固化即可完成。A、B胶混合后呈透明色，挥发性小，对模型无腐蚀性，但模型光滑液使用不便，操作过于耗时。补土法利用快速固化树脂、AB土、水补土等材料，填充层纹间缝隙，并紧密沾附在打印模型上，在打磨抛光后获得光滑的外观表面。补土法相对成本较高，一般用在表面质量要求较高的打印模型上。丙酮熏蒸法使用化学制剂腐蚀打印模型的表面，使其变得圆润光滑，具有光泽感，易于调色，附着力强，但是处理过程较难控制，若腐蚀过度会损失比较多的打印细节，影响打印模型的精度。由于丙酮具有较强的生化毒性，且易挥发，对操作者具有一定的危害。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种3D打印模型层纹消除系统及其使用方法，能够抛光ABS材料制作的打印模型，在线测量打印模型表面的粗糙度，并有效地吸收抛光剂丙酮，避免对人体和环境的影响。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种3D打印模型层纹消除系统，包括工作台6，工作台6上连接有主体框架1，主体框架1外的工作台6上连接有控制装置8，主体框架1内下层空间的工作台6上放置有3D打印模型9，3D打印模型9的旁边设有粗糙度非接触式测量装置7，粗糙度非接触式测量装置7连接在工作台6上，主体框架1内下层空间的顶部连接有层纹消除装置5；主体框架1内上层空间安装有蒸汽发生装置2、回气装置3和输水装置4，蒸汽发生装置2、回气装置3、输水装置4和层纹消除装置5连接。所述的主体框架1包括基础平台11，基础平台11下方连接有下框架13，基础平台11上方连接有上框架12，上框架12的顶部连接有盖板14；基础平台11上设有输气孔111、第一回气孔112、第二回气孔113和输水孔114。所述的蒸汽发生装置2包括气化装置21，气化装置21内的液态丙酮24通过加注装置23加注，气化装置21和抽气装置22连接；所述的气化装置21包括蒸发釜211，在蒸发釜211的底端安装有温度传感器215，在蒸发釜211的腔体侧壁上安装有丙酮液位传感器214，蒸发釜211内放置有液态丙酮24，蒸发釜211通过支座212支撑，支座212安装在基础平台11上，支座212的底端安装有PID控制器216，在支座212的腔体中安装有加热盘213；所述的抽气装置22包括蒸发盘223，蒸发盘223连接在蒸发釜211的上端，蒸发盘223的上端连接有蒸汽罩224；蒸汽罩224通过抽气管227和抽气泵221的抽气口连接，抽气泵221安装在立架222上，立架222连接在基础平台11上，抽气泵221送气口通过送气管228与两位三通电磁阀229连接，两位三通电磁阀229安装在基础平台11的下方；所述的加注装置23包括丙酮储罐231，丙酮储罐231安装在基础平台11上，丙酮储罐231的上端安装有加注泵232，加注泵232通过加注管233与蒸发釜211加注口连接。所述的回气装置3包括回气管31，回气管31利用第一回气接头32安装在基础平台11的第一回气孔112、第二回气孔113上，与下框架13的内腔相通；回气管31利用第二回气接头33安装在蒸发盘223的下端面，与由蒸发盘223和蒸汽罩224围成的内腔相通。所述的输水装置4包括水箱41，水箱41安装在基础平台11上，水箱41的顶端连接有箱盖42，箱盖42上面设置有水箱液位传感器43，水箱41和抽水泵45进水口连接，抽水泵45安装在基础平台11上；抽水泵45出水口和输水管47一端连接，输水管47穿过基础平台11上面的输水孔114，输水管47另一端与两位三通电磁阀229连接。所述的层纹消除装置5包括蛇形管51，蛇形管51的上端通过U型挂环52固定在基础平台11上，蛇形管51的侧面通过U型管卡53固定在下框架13的内壁上，蛇形管51朝向3D打印模型9的一侧安装有雾化喷头54；蛇形管51的上端入口与两位三通电磁阀229连接，蛇形管51的下端封闭。所述的工作台6包括底座61，底座61上设有集液环槽611和集液孔612；底座61安装在液箱64的上端，集液箱64的底端侧面设置有排液孔641；底座61上安装有载物台62，载物台62上放置3D打印模型9，集液箱64内安装有废液液位传感器67。所述的粗糙度非接触式测量装置7包括激光测头71，激光测头71安装在导轨73上，导轨73安装在密闭罩72的侧壁上，密闭罩72连接在底座61上。所述的控制装置8分别与加热盘213、丙酮液位传感器214、温度传感器215、PID控制器216、抽气泵221、两位三通电磁阀229、加注泵232、水箱液位传感器43、抽水泵45、废液液位传感器67和粗糙度非接触式测量装置7电连接。一种3D打印模型层纹消除系统的使用方法，包括以下步骤：1)在控制装置8上设置水箱41内的水位上下限值、蒸发釜211内液态丙酮24的液位上下限值、蒸发釜211内液态丙酮24的加热温度设定值56.5℃、3D打印模型9的粗糙度设定值、废液液位设定值；2)将3D打印模型9固定在载物台62上；3)给水箱41添加水44，当水位达到水位上限值时，停止加注工作；4)给丙酮储罐231添加液态丙酮24；5)启动加注泵232，将液态丙酮24注入蒸发釜211；当液态丙酮24的液位达到丙酮液位上限值时，停止加注工作；6)利用控制装置8启动加热盘213，对蒸发釜211内的液态丙酮24进行加热；当液态丙酮24的温度升至加热温度设定值56.5℃时，启动PID控制器216控制加热盘213，对蒸发釜211内的液态丙酮24进行恒温加热；7)利用控制装置8操控两位三通电磁阀229，接通送气管228和蛇形管51；8)通过控制装置8启动抽气泵221，从蒸发釜211内抽取生成的丙酮蒸汽，然后通过两位三通电磁阀229将丙酮蒸汽送入蛇形管51内，通过雾化喷头54喷淋到3D打印模型9上，进行抛光作业；利用控制装置8启动粗糙度非接触式测量装置7；激光测头71沿着导轨73上下滑动，测量3D打印模型9上不同位置的粗糙度；在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印模型层纹消除系统，包括工作台(6)，其特征在于：工作台(6)上连接有主体框架(1)，主体框架(1)外的工作台(6)上连接有控制装置(8)，主体框架(1)内下层空间的工作台(6)上放置有3D打印模型(9)，3D打印模型(9)的旁边设有粗糙度非接触式测量装置(7)，粗糙度非接触式测量装置(7)连接在工作台(6)上，主体框架(1)内下层空间的顶部连接有层纹消除装置(5)；主体框架(1)内上层空间安装有蒸汽发生装置(2)、回气装置(3)和输水装置(4)，蒸汽发生装置(2)、回气装置(3)、输水装置(4)和层纹消除装置(5)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印模型层纹消除系统，包括工作台(6)，其特征在于：工作台(6)上连接有主体框架(1)，主体框架(1)外的工作台(6)上连接有控制装置(8)，主体框架(1)内下层空间的工作台(6)上放置有3D打印模型(9)，3D打印模型(9)的旁边设有粗糙度非接触式测量装置(7)，粗糙度非接触式测量装置(7)连接在工作台(6)上，主体框架(1)内下层空间的顶部连接有层纹消除装置(5)；主体框架(1)内上层空间安装有蒸汽发生装置(2)、回气装置(3)和输水装置(4)，蒸汽发生装置(2)、回气装置(3)、输水装置(4)和层纹消除装置(5)连接。


2.根据权利要求1所述的一种3D打印模型层纹消除系统，其特征在于：所述的主体框架(1)包括基础平台(11)，基础平台(11)下方连接有下框架(13)，基础平台(11)上方连接有上框架(12)，上框架(12)的顶部连接有盖板(14)；基础平台(11)上设有输气孔(111)、第一回气孔(112)、第二回气孔(113)和输水孔(114)。


3.根据权利要求2所述的一种3D打印模型层纹消除系统，其特征在于：所述的蒸汽发生装置(2)包括气化装置(21)，气化装置(21)内的液态丙酮(24)通过加注装置(23)加注，气化装置(21)和抽气装置(22)连接；
所述的气化装置(21)包括蒸发釜(211)，在蒸发釜(211)的底端安装有温度传感器(215)，在蒸发釜(211)的腔体侧壁上安装有丙酮液位传感器(214)，蒸发釜(211)内放置有液态丙酮(24)，蒸发釜(211)通过支座(212)支撑，支座(212)安装在基础平台(11)上，支座(212)的底端安装有PID控制器(216)，在支座212的腔体中安装有加热盘(213)；
所述的抽气装置(22)包括蒸发盘(223)，蒸发盘(223)连接在蒸发釜(211)的上端，蒸发盘(223)的上端连接有蒸汽罩(224)；蒸汽罩(224)通过抽气管(227)和抽气泵(221)的抽气口连接，抽气泵(221)安装在立架(222)上，立架(222)连接在基础平台(11)上，抽气泵(221)送气口通过送气管(228)与两位三通电磁阀(229)连接，两位三通电磁阀(229)安装在基础平台(11)的下方；
所述的加注装置(23)包括丙酮储罐(231)，丙酮储罐(231)安装在基础平台(11)上，丙酮储罐(231)的上端安装有加注泵(232)，加注泵(232)通过加注管(233)与蒸发釜(211)加注口连接。


4.根据权利要求3所述的一种3D打印模型层纹消除系统，其特征在于：所述的回气装置(3)包括回气管(31)，回气管(31)利用第一回气接头(32)安装在基础平台(11)的第一回气孔(112)、第二回气孔(113)上，与下框架(13)的内腔相通；回气管(31)利用第二回气接头(33)安装在蒸发盘(223)的下端面，与由蒸发盘(223)和蒸汽罩(224)围成的内腔相通。


5.根据权利要求4所述的一种3D打印模型层纹消除系统，其特征在于：所述的输水装置(4)包括水箱(41)，水箱(41)安装在基础平台(11)上，水箱(41)的顶端连接有箱盖(42)，箱盖(42)上面设置有水箱液位传感器(43)，水箱(41)和抽水泵(45)进水口连接，抽水泵(45)安装在基础平台(11)上；抽水泵(45)出水口和输水管(47)一端连接，输水管(47)穿过基础平台(11)上面的输水孔(114)，输水管(47)另一端与两位三通电磁阀(229)连接。


6.根据权利要求5所述的一种3D打印模型层纹消除系统，其特征在于：所述的层纹消除装置(5)包括蛇形管(51)，蛇形管(51)的上端通过U型挂环(52)固定在基础平台(11)上，蛇形管(51)的侧面通过U型管卡(53)固定在下框架(13)的内壁上，蛇形管(51)朝向3D打印模型(9)的一侧安装有雾化喷头(54)；蛇形管(51)的上端入口与两位三通电磁阀(229)连接，蛇形管(51)的下端封闭。


7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，吴聪，王小博，王永杰，姜广兴，陈婉璐，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61