一种非金属物理和化学混动抛光机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种非金属物理和化学混动抛光机，技术方案是，抛光桶自下而上依次装有相互连通的溶液容纳槽和物理抛光筒，物理抛光筒内设置有用于将待抛光工件在物理抛光磨料容纳腔和蒸汽抛光腔之间相互输送的螺旋分离盘，螺旋分离盘上均布有用于分离磨料的分离孔，抛光桶下表面与底座上表面之间设置有沿抛光桶下表面圆周方向均布的弹簧，底座上设置有用于驱动抛光桶振动的振动电机，本实用新型专利技术通过结合物理振动抛光和化学丙醇抛光两种方法，实现被抛光工件精度更高、效率更高、耗时更短的抛光过程，使用方便，效果好，是抛光装置上的创新。

【技术实现步骤摘要】
一种非金属物理和化学混动抛光机
本技术涉及3D打印后处理抛光领域，特别是一种非金属物理和化学混动抛光机。
技术介绍
3D打印技术，是一种快速成型技术。属于新型加工制造技术，也称之为增材制造。它相比于传统制造技术有着显著的优点，如成型速度快，不受加工形状限制等。近十年以来，3D打印技术的发展迅速，在各个领域都有大量的应用。它的发展所带来的技术进步，以及市场响应能力的加快实现远程定制、远程设计、本地生产和销售的协同新生产方式，使生产模式、商业模式等发生巨大变化。3D打印技术的缺点十分明显--在零件的表面精度等方面仍然具有较大的问题：因为3D打印制造技术在加工是会出现“台阶效应”的。虽然打印的每一层很薄，但是在微观尺度上，仍然会形成有着一定厚度的一级级“台阶”，那么就会造成精度上的偏差，以及产生较大的表面粗糙度。这使得3D打印产品在应用上有着一定的局限性，这种情况也在一定程度上制约了3D打印技术的发展。因此，为了3D打印技术更好更快的健康发展，需要对3D打印后处理技术进行研究。尤其在机械制造领域的工作人员，他们迫切需要3D打印后处理技术对3D打印产品的二次加工以满足需求。近些年来，3D打印后处理技术慢慢的开始引起了越来越多的研究人员关注。国内外学者对于后处理技术的探索对我们的研究有一定的指导意义，一方面，后处理技术的类型包括抛光、粘合、上色等；另一方面，后处理的手段多种多样，供研究人员选择、改进与创新。现有的抛光方案可分为：研磨、表面喷砂、化学处理、振动抛光等。目前国内外学者关于后处理抛光设备的研究多用化学抛光的方法。但这样的后处理设备对作业环境十分有害，而且对工作人员的健康很不友好。因此，在促进3D打印技术全面发展的背景下，考虑到3D打印产品后处理技术的应用情况，研究3D打印非金属材料的振动抛光机结构设计，十分必要。3D打印技术在国内起步时间相对来说比较晚，使得国内3D打印技术以及后处理技术体系不够成熟。上海腾铸三维科技公司研制的3D打印后处理设备，它采用不锈钢外壳设计，容量较大，具有良好的抗腐蚀性能。3D打印后处理设备的国外生产厂家主要是工业级的3D打印技术研发巨头，如以色列的3DStartasys和美国的3DSysterm。它们的3D打印后处理设备的设计较为独到，技术比较先进，效率较高，因此受到了3D打印服务商们的青睐。以色列的Stratasys公司研制了一台润色抛光机。该抛光设备拥有两个腔，待处理的3D打印模型会被先放在冷冻腔A内降温，待模型冷却之后，用脚踏开关人工打开B腔，再将冷却好了的模型浸入B腔内。B腔中蒸汽，该蒸汽的密度比空气大，来源于一种十分昂贵的液态化学物质：即Vertrel。Vertrel所形成的热蒸汽在模型进入B腔内的瞬间便会迅速且均匀地在冰冷的模型上凝结，对模型上的粗糙表面、不规则角落和微小裂纹进行柔化处理，在30秒左右的时间即可完成整个抛光过程。美国的众筹网站Kickstarter发布了一款众筹产品，即MagicBox，它采用拥有排气管道的密封结构。腔内可容纳抛光液及3D打印模型，将丙酮溶液进行加热从而形成蒸汽，在密闭的腔内处理3D打印模型，使它们的表面变得光鲜亮洁。而传统的3D打印后处理方法包括振动抛光法和丙酮抛光法等。振动抛光法可使用振动抛光机，或者离心抛光机进行抛光运动，类似于玉石的表面振动抛光以及出现表面锈蚀等破坏的金属材料零件的翻新抛光。振动抛光法的主要原理是通过介质(磨粒磨料)与3D打印模型之间的碰撞摩擦的磨削运动实现表面抛光。丙酮抛光是利用高温丙酮蒸汽熏蒸3D打印模型的方式进行表面抛光，该方法是运用了ABS材料溶于丙酮的特性从而实现对零件模型表面进行抛光处理。丙酮抛光法也属于化学抛光法。使用丙酮抛光法时，安全方面的问题是特别需要注意的。因为丙酮对人体健康有害、有毒，而且丙酮易燃易爆，具有刺激性的气味。使用丙酮抛光方法时，必须要在良好的通风环境内操作，操作人员还需注意防护措施，如可佩戴相应的防毒面具等防护装备。当然也可以另外增设丙酮溶液的吸收装置用以对操作人员进行防护。因此，其改进和创新势在必行。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本技术之目的就是提供一种非金属物理和化学混动抛光机，可有效解决物理和化学混动抛光的问题。本技术解决的技术方案是：一种非金属物理和化学混动抛光机，包括底座和设置在底座上的设置在底座上方的抛光桶，抛光桶自下而上依次装有相互连通的溶液容纳槽和物理抛光筒，溶液容纳槽的内腔构成化学抛光溶液容纳腔，物理抛光筒的内腔构成物理抛光磨料容纳腔，物理抛光筒上方的抛光桶内腔构成待抛光工件的蒸汽抛光腔，物理抛光筒内设置有用于将待抛光工件在物理抛光磨料容纳腔和蒸汽抛光腔之间相互输送的螺旋分离盘，螺旋分离盘上均布有用于分离磨料的分离孔，所述抛光桶下表面与底座上表面之间设置有沿抛光桶下表面圆周方向均布的弹簧，底座上设置有用于驱动抛光桶振动的振动电机。优选的，所述抛光桶上口设置有顶盖，顶盖下表面设置有用于过滤化学抛光溶液蒸汽的过滤机构。所述过滤机构包括连接在顶盖下表面的盛水盘，当顶盖覆盖抛光桶上口时，盛水盘伸入蒸汽抛光腔上部，盛水盘侧壁与抛光桶内壁之间存在间隙，构成蒸汽排出通道，盛水盘内装有用于过滤化学抛光溶液蒸汽的水，盛水盘上口设置有向内向下伸出且伸入水面以下的导流板，导流板下表面与水面共同围成相对密闭的过滤腔，蒸汽排出通道所在的盛水盘侧壁上开有与过滤腔相连通的过滤孔。优选的，所述物理抛光筒是由直径较小的下筒体和直径较大的上筒体相连在一起构成的圆柱台阶状中空结构，下筒体中心固定有向上伸出的中空套筒，中空套筒上固定有沿竖直方向伸缩的电动推杆，螺旋分离盘经单向轴承固定在电动推杆的伸缩杆端部随其升降。优选的，所述下筒体下端面经第一花键轴与减速机的输出轴同轴相连，减速机的输入轴经第二花键轴与万向节同轴相连，万向节的下端与振动电机的输出轴相连，构成物理抛光筒的旋转动力输入结构。所述的溶液容纳槽的内腔底部开有用于加热蒸发化学抛光溶液的加热体。本技术结构新颖独特，简单合理，易生产，易操作，先对待抛光工件进行振动抛光，后对待抛光工件进行化学抛光，振动抛光时使抛光腔产生上下左右的晃动，待抛光工件的抛光运动类似于三维空间的抛光，在转矩转化为激振力的同时，还将带动抛光腔体内腔的旋转运动。在上下左右振动与旋转运动结合的运动下，磨粒磨料与待抛光工件的接触面更大，接触时间更加频繁、充分，有效地提高了抛光效率，也减少了抛光时间，抛光效果显著，通过螺旋分离盘实现待抛光工件在物理抛光磨料容纳腔和蒸汽抛光腔之间相互输送，从而快速实现物理抛光和化学抛光的快速转换，再通过加热元件对溶液容纳槽内的丙酮溶液进行加热，使丙酮溶液发生气化产生蒸汽进入蒸汽抛光腔对工件进行精抛光；还通过与顶盖集成一体的过滤机构对丙酮溶液蒸汽进行过滤，安全环保，从而通过结合物理振动抛光和化学丙醇抛光两种方法，实现被抛光工件精度更高、效率更高、耗时更短的抛光过程，使用方便，效果好，是抛光装置上的创新，有良好的社会和经济效益。...

【技术保护点】
1.一种非金属物理和化学混动抛光机，包括底座(8)和设置在底座上的设置在底座上方的抛光桶(4)，其特征在于，抛光桶(4)自下而上依次装有相互连通的溶液容纳槽(9)和物理抛光筒(3)，溶液容纳槽(9)的内腔构成化学抛光溶液容纳腔(9a)，物理抛光筒(3)的内腔构成物理抛光磨料容纳腔(31)，物理抛光筒(3)上方的抛光桶内腔构成待抛光工件的蒸汽抛光腔(4a)，物理抛光筒(3)内设置有用于将待抛光工件在物理抛光磨料容纳腔(31)和蒸汽抛光腔(4a)之间相互输送的螺旋分离盘(2)，螺旋分离盘(2)上均布有用于分离磨料的分离孔(2a)，所述抛光桶(4)下表面与底座上表面之间设置有沿抛光桶下表面圆周方向均布的弹簧(6)，底座(8)上设置有用于驱动抛光桶振动的振动电机(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种非金属物理和化学混动抛光机，包括底座(8)和设置在底座上的设置在底座上方的抛光桶(4)，其特征在于，抛光桶(4)自下而上依次装有相互连通的溶液容纳槽(9)和物理抛光筒(3)，溶液容纳槽(9)的内腔构成化学抛光溶液容纳腔(9a)，物理抛光筒(3)的内腔构成物理抛光磨料容纳腔(31)，物理抛光筒(3)上方的抛光桶内腔构成待抛光工件的蒸汽抛光腔(4a)，物理抛光筒(3)内设置有用于将待抛光工件在物理抛光磨料容纳腔(31)和蒸汽抛光腔(4a)之间相互输送的螺旋分离盘(2)，螺旋分离盘(2)上均布有用于分离磨料的分离孔(2a)，所述抛光桶(4)下表面与底座上表面之间设置有沿抛光桶下表面圆周方向均布的弹簧(6)，底座(8)上设置有用于驱动抛光桶振动的振动电机(7)。


2.根据权利要求1所述的非金属物理和化学混动抛光机，其特征在于，所述抛光桶(4)上口设置有顶盖(1)，顶盖下表面设置有用于过滤化学抛光溶液蒸汽的过滤机构。


3.根据权利要求2所述的非金属物理和化学混动抛光机，其特征在于，所述过滤机构包括连接在顶盖下表面的盛水盘(101)，当顶盖覆盖抛光桶(4)上口时，盛水盘(101)伸入蒸汽抛光腔(4a)上部，盛水盘(101)侧壁与抛光桶内壁之间存在间隙，构成蒸汽排出通道，盛水盘(101)内装有用于过滤化学抛光溶液蒸汽的水(102)，盛水盘(101)上口设置有向内向下伸出且伸入水面以下的导流板(104)，导流板(104)下表面与水面共同围成相对密闭的过滤腔(107)，蒸汽排出通道所在的盛水盘侧壁上开有与过滤腔(107)相连通的过滤孔(103)。


4.根据权利要求1所述的非金属物理和化学混动抛光机，其特征在于，所述物理抛光筒(3)是由直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建平，肖诗广，汪佳乐，王彦清，杨永强，王世华，
申请(专利权)人：王建平，
类型：新型
国别省市：河南;41