一种降低光固化快速原型件表面粗糙度的方法技术

本发明专利技术公开了一种降低立体光固化快速原型件表面粗糙度的物理化学方法，该方法首先配制树脂涂料，该树脂涂料的制备方法是在树脂中加入下列质量百分比的原料：表面活性剂：≤０．１％，活性稀释剂：５％～３０％，流平剂≤１％；并调节树脂涂料粘度在０．２５Ｐａ．Ｓ～０．７０Ｐａ．Ｓ之间；然后将树脂涂料采用刷涂、浸透或喷涂的方式涂挂在立体光固化树脂原型件表面；最后通过固化工艺在立体光固化原型件表面形成厚度不超过３００μｍ的均匀涂层，使立体光固化快速原型件表面粗糙度从原来的６μｍ～１５μｍ降低到３μｍ以内。该方法能够消除立体光固化法产生的台阶效应，操作简便，且不影响立体光固化快速原型件的尺寸精度，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光固化立体成型原型件的后处理方法，特别是一种降低光固 化快速原型件表面粗糙度的方法，该方法通过物理化学方法对原型件表面进 行处理，以快速降低原型件表面粗糙度。
技术介绍
快速成型技术是基于材料累加的加工成型方法，快速成型技术能够加快产品的推陈出新，縮短产品的设计、生产厨期。立体光固^:成型法是目前多 种快速成型方法中应用最广，精度最高的一种方法，它具有制作效率高，材 料利用率接近100%的优点，能成型形状特别复杂(如空心零件)、特别精细 的零件。但是，成型后的原型件表^仍会存在由成型过程中台阶效应引起的 精度偏差，这是跟立体光固化成型法材料累加成型的工作原理相关，是不可 避免的。目前国内外基本上都是通过成型工艺中软件，^f牛，成型材料以及成型 过程中参数等的优化来提高原型精度，但是这些优化的代价是成本的提高， 并且只能减小台阶效应的影响，而不能从根本上消除台阶效应。通过后处理 工艺对原型件进行处理，可以对已成型的台阶效应弥补，减小由台阶效应引 起的误差，相比较通过增加层数来提高精度的方法大幅度的降低了生产成 本，縮短了制造时间。目前常用的后处理工艺有打磨，机械二次加工等机械 加工方式，其缺点在于需要在成型时预留加工余量，利用机械加工来二次处 理，需要耗费大量的人力，物力，进一步增加了加工成本，同时不适用于表 面形状比较复杂的零件。根据申请人0f进行的资料检索，截至目前还没有关于通过物理化学方法 对原型件表面进行处理以降低原型件表面粗糙度的相关文献和专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种采用物理化学法降低光圃化原型件表m 糙度的方法。该方法通过树脂涂料的配制以及涂挂工艺的调整对立体光固化 原型件进行后处理，在立体光固化原型件表面形成均匀涂层。该涂层极薄而 不影响原型件的尺寸精度，能够在很短的时间内减小由成型过程中不可避免的台阶效应所引起的制造误差，降低原型件表面粗糙度；在成型时无需预留 加工余量，节约成本，保证了零件的尺寸精度；该方法与磨削等机加工工艺 相比较，没有二次误差的影响。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案-一种降低立体光固化快速原型件表面粗糙度的物理化学方法，其特征在 于，包括下列步骤首先配制树脂涂料，该树脂涂料的制备方法是在树脂中按光固化树脂质 量百分比加入下列原料表面活性剂《0.1%,活性稀释剂5% 30%， 流平剂《1%;并调节树脂涂料粘度在0.25Pa.S 0.70Pa.S之间；将树脂涂料采用刷涂、浸透或喷涂的方式涂挂在立体光固化树脂原型件 表面；然后通过固化工艺在立体光固化原型件表面形成厚度不超过300 U m的 均匀涂层。本专利技术的方法能够使立体光固化快速原型件表面粗糙度从原来的6 u m 15nm降低到3um以内。消除了立体光固化法产生的台阶效应，操作简 便，并且极大的节省了生产成本，且不影响立体光固化快速原型件的尺寸精 度，具有良好的应用前景，使快速成型件更好的应用于生产加工过程。附苗说听附图说明图1是通过树脂涂料涂挂来降低原型件表面粗糙度示意图； 以下结合附图和专利技术人给出的实施例对本专利技术作进一步的详细说明。具体实施例方式本专利技术给出了一种基于光固化立体成型技术的降低立体光固化原型件 表面粗糙度的物理化学方法，该方法首先通过配制光固化或常温固化树脂涂料，此涂料粘度较低，具有一定的润湿性及流平性，能够在原型件表面形成很薄的均匀涂层；其次将树脂涂料涂挂(浸透、刷涂或喷涂)于光固化树脂 原型件表面，通过一定的工艺(倒置吹干或旋转甩干)使表面多余树脂流出 后，通过相应的固化工艺使表^涂层固化。本专利技术采用以下工艺流程(如图1所示)1) 配制好树脂涂料，该树脂涂料的制备方法是在树脂中按光固化树脂质量百分比加入下列原料表面活性剂《0.1%，活性稀释剂5% 30%，流平剂《1%;并调节树脂涂料粘度在0.25Pa.S 0.70Pa.S之间；2) 将树脂涂料采用刷涂、浸透或喷涂的方式涂挂在立体光固化树脂原 型件表面；3) 使表面多余树脂流出；4) 通过光固化(常温固化)等固化方式使立体光固化树脂原型件表面 涂层固化，在立体光固化原型件内外表面形成一层极薄的均匀涂层，从而减 小台阶效应的影响，降低原型件表面粗糙度。本专利技术的方法不需二次机加工， 节约成本，并且使原型件表面达到工业级的精度。本专利技术茵化工艺，在短时间内对树脂原型件表面涂层进行固化。逋过圆 化工艺的调整，使涂层固化并不影响原型件本身的尺寸精度。光固化时采用 高压汞灯固化，固化时间短，质量好，对树脂进行深层固化；固化完毕后又 通过低压紫外灯对表层进行圃化，逋过圃化时间的控制保证涂层质量。常温 固化通过树脂涂料的配制调节固化时间，可以通过微加热(不超过树脂原型 件变形温度)加速固化。以下是发B,人给出的以光固化涂层为例的具体实施例。 实施例l: 1.调配树脂涂料(1).树脂涂料通过以下几方面调制1)在已有的光固化树脂中加入表面活性剂JFC (聚氧乙烯醚类化合物， 加入量不超过光固化树脂质量的0. 1%)，加热搅拌或采用其他化学方法使光固化树脂发生化学改性。2) 在光固化树脂中加入市售的活性稀释剂HDDA (1， 6-已二醇二丙烯 酸酯，加入量为树脂质量的1090，以降低树脂粘度。3) 在光圆化树脂中再加入市售UV流平剂4325 (加入量不超过树脂质 量的1%)，以改善树脂的流淌性。4) 调节树脂涂料粘度在0.70Pa.S以内，使树脂涂层性能最优，能在将 台阶面完全填平并形成一层极薄的涂层,且涂料涂层与台阶^之间有一定的 吸附力。调配完树脂涂料之后，放置30分钟以上，待树脂中气泡消失后再 进行下一步工艺。2.涂挂工艺在已成型立体光固化原型件表面进行涂挂，光固化立体成型原型件成型的基本过程是首先利用CAD三维造型软件设计树脂零件，再由专门的计算机切片软件 将三维CAD模型切割成若干薄层平面图形数据。光固化快速成形开始时，升降台通常下降到距液面不到0.1mm (约十分 之几毫米，相当于CAD模型最下一层切片的厚度)处，随后x-y激光扫描器 根据第一 层(即最下一层)切片的平面图形数据对液面扫描，液面这一 层被激 光照射到的那部分液态树脂由于光聚合作用而固化在升降台上。接着升降装 置又带动升降台使其下降相当于第二层切片厚度的高度，x-y激光扫描器再 按照第二层切片的平面图形数据对液面扫描，使新一层液态树脂固化并紧紧 粘在前一层已固化的树脂上，逐层叠加形成树脂零件。涂挂工艺是在立体光面化快速原型件表^涂覆一定)^度的涂层，可以通 过以下几种方式来实现 1)刷涂工艺刷涂工艺主要适合于处理简单且精度要求^的外表面,其工艺步骤是 用细毛刷将已配制好的树脂涂料在要处理的立体光固化快速原型件表面上均匀的刷上适当的厚度，在不高于5trc的温度下放置io分钟后进行固化。2) 浸透工艺该浸透工艺适用于所有表面，具体操作如下将成型好的原型件从成型机中取出，去掉支撑，清除立体光固化原型件 表面残余树脂(主要是用酒精，丙il等化学试剂对原型件立体光圆化清洗); 再将立体光固化快速原型件置于事先配制好的树脂涂料中，浸透一定时间(5 分钟左右)，使立体光固化快速原型件表面能够完全浸透并有适量的树脂涂 料涂挂于立体光圆化快速原型件表面，随后将立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低立体光固化快速原型件表面粗糙度的物理化学方法，其特征在于，包括下列步骤：　首先配制树脂涂料，该树脂涂料的制备方法是在树脂中按光固化树脂质量百分比加入下列原料：表面活性剂：≤０．１％，活性稀释剂：５％～３０％，流平剂≤１％；并调 节树脂涂料粘度在０．２５Ｐａ．Ｓ～０．７０Ｐａ．Ｓ之间；　将树脂涂料采用刷涂、浸透或喷涂的方式涂挂在立体光固化树脂原型件表面；　然后通过固化工艺在立体光固化原型件表面形成厚度不超过３００μｍ的均匀涂层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓霞，李论，孙博雅，林新杰，侯祝刚，
申请(专利权)人：西安亚美模具有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]