噴砂處理3d打印金屬零部件的方法
【專利摘要】本發明公開了一種噴砂處理3D打印金屬零部件的方法，該方法使用專用設備對3D打印金屬零部件進行噴砂處理，該設備包括可繞軸旋轉的工件夾持系統和噴砂系統，所述噴砂夾持系統包括彼此相對的夾持部件I和夾持部件II，所述夾持部件I和夾持部件II之間的距離d1可調，所述噴砂系統與工件夾持系統之間的角度θ可調；噴砂處理時工件夾持系統以一定的速度帶動工件旋轉，砂體從噴砂系統噴出并噴射到工件表面，對工件的噴砂處理。本發明噴砂處理3D打印金屬零部件的方法可以確保3D打印件各個部位可以均勻的得到噴砂處理，并可減少因噴砂引氣的表面缺陷，提高零部件表面強度，使得零部件表面殘余適當的壓應力。
【專利說明】噴砂處理30打印金屬零部件的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于三維制造【技術領域】，涉及后處理30打印金屬零部件的方法，特別涉及噴砂處理30打印金屬零部件的方法。
【背景技術】
[0002]金屬零部件30打印技術是整個30打印體系中最為前沿和最有潛力的技術，是先進制造技術的重要發展方向。30打印可以獲得結構形狀復雜的金屬零部件，其優勢十分明顯，但是30打印金屬零部件普遍存在零部件表面光澤度低、致密度差的缺陷，通常需要進行拋光等后處理工序。噴砂技術采用高壓壓縮空氣作為動力，以形成高度噴射束將噴料(銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海砂)高速噴射到工件表面，由于磨料對工作表面的沖擊和切削作用，使工件表面獲得一定的清潔度和粗糙度。
[0003]但是，由于30打印金屬零部件與整體成型的技術體宏微觀結構均具有明顯的區另I」，普通的噴砂技術并不適用于30打印所獲得的金屬零部件。另外，普通噴砂技術粉塵中，影響操作人員身體健康，而且常規噴砂技術很難均勻的切削工件表面，往往存在局部噴砂過大，局部又沒有噴到的問題。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種噴砂處理30打印金屬零部件的新方法:
[0005]為達到上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0006]一種噴砂處理30打印金屬零部件的方法，該方法使用專用設備對30打印金屬零部件進行噴砂處理，該設備包括可繞軸旋轉的工件夾持系統和噴砂系統，所述噴砂夾持系統包括彼此相對的夾持部件I和夾持部件II，所述夾持部件I和夾持部件II之間的距離(11可調，所述噴砂系統與工件夾持系統之間的角度9可調，所述噴砂系統與工件夾持系統之間的距離(12可調；噴砂處理時首先調整(11(12及0值并將待處理工件安裝在工件夾持系統上，然后啟動噴砂系統并使工件夾持系統以一定的速度帶動工件旋轉，此時砂體從噴砂系統噴出并噴射到工件表面，對工件的噴砂處理。
[0007]作為本發明噴砂處理30打印金屬零部件方法的優選，噴砂處理過程中噴砂系統與工件夾持系統之間的角度9控制為30。?45。或者135°?150°。
[0008]作為本發明噴砂處理30打印金屬零部件方法的優選，噴砂處理過程中所噴砂體為剛玉粉和水的混合液體，所述混合液體中水的電阻值? 101 ^ -挪，所述混合液體中沙粒的質量濃度為15%?40%。
[0009]作為本發明噴砂處理30打印金屬零部件方法的優選，所述混合液體中剛玉粉平均粒度為12?17微米，粒度范圍為10?20微米，其形狀呈不規則多角形。
[0010]作為本發明噴砂處理30打印金屬零部件方法的優選，噴砂過程中工件夾持系統旋轉速度￠0為30?600:^/111111，砂體速度為10?50111/8，噴砂時間為2?5111111。
[0011]作為本發明噴砂處理30打印金屬零部件方法的優選，所述待待處理工件材質為不銹鋼、鈦合金、鈷鑰合金或鎢合金。
[0012]本發明的有益效果在于:
[0013]本發明使用專用設備噴砂處理3D打印金屬零部件，其噴頭可以相對于3D打印件在較大的角度范圍和距離范圍內變動，確保3D打印件各個部位可以均勻的得到噴砂處理，避免過噴砂或欠噴砂；本發明噴砂處理3D打印金屬零部件的方法進一步優選了噴砂材質和噴砂工藝，大幅減少因噴砂而引氣的表面缺陷，并提高零部件表面強度，使得零部件表面殘余適當的壓應力，從而提高零部件的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明:
[0015]圖1為本發明3D打印金屬零部件噴砂處理所用設備的結構示意圖；
[0016]圖2為本發明所用沙粒的微觀形貌圖；
[0017]圖3為本發明實施例1噴砂處理前后3D打印零部件的形貌圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
[0019]以下實施例噴砂處理所用設備結構如圖1所示，包括可繞軸旋轉的工件夾持系統I和噴砂系統2，所述噴砂夾持系統I包括彼此相對的夾持部件Ill和夾持部件1112，所述夾持部件Ill和夾持部件1112之間的距離dl可調，所述噴砂系統2與工件夾持系統I之間的角度Θ可調，所述噴砂系統2與工件夾持系統I之間的距離d2可調。
[0020]實施例1:
[0021]本實施例噴砂處理3D打印金屬零部件的方法，包括以下步驟:
[0022]首先調整dl、d2及Θ值并將待處理工件安裝在工件夾持系統丨上，然后啟動噴砂系統2并使工件夾持系統I以一定的速度帶動工件旋轉，此時砂體3從噴砂系統2噴出并噴射到工件表面，對工件的噴砂處理。
[0023]本實施例中:
[0024]噴砂處理過程中噴砂系統2與工件夾持系統I之間的角度Θ控制為30°?45°或者135°?150° ；
[0025]噴砂處理過程中所噴砂體為剛玉粉和水的混合液體，所述混合液體中水的電阻值^ 1MΩ.cm，所述混合液體中沙粒的質量濃度為15%?40% ;
[0026]所述混合液體中剛玉粉平均粒度為12?17微米，粒度范圍為10?20微米，其形狀呈不規則多角形(其相貌如圖2所示)；
[0027]噴砂過程中工件夾持系統I旋轉速度ω為30?600r/min，砂體速度為10?50m/s，噴砂時間為2?5min ;所述待待處理工件材質為不銹鋼、鈦合金、鈷鑰合金或鎢合金；噴砂處理結束后取下工件清洗干燥得到產品。
[0028]圖3為本實施例噴砂處理前后3D打印零部件的形貌圖，有圖可以看出，本實施例噴砂處理后的3D打印零部件表面光潔，致密度高，說明本發明噴砂處理方法效果良好。
[0029]需要說明的是，當噴砂處理過程中噴砂系統2與工件夾持系統I之間的角度為30°?45°或135°?150° ;砂體中水的電阻值彡10ΜΩ.cm，沙粒的質量濃度為15%?40%;夾持系統I旋轉速度ω為30?600r/min，砂體速度為10?50m/s，噴砂時間為2?5min時均可獲得較好的效果。
[0030]最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管通過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種噴砂處理3D打印金屬零部件的方法，其特征在于:使用專用設備對3D打印金屬零部件進行噴砂處理，該設備包括可繞軸旋轉的工件夾持系統(I)和噴砂系統(2)，所述噴砂夾持系統(I)包括彼此相對的夾持部件I(Il)和夾持部件II (12)，所述夾持部件I(Il)和夾持部件II (12)之間的距離dl可調，所述噴砂系統⑵與工件夾持系統⑴之間的角度Θ可調，所述噴砂系統(2)與工件夾持系統(I)之間的距離d2可調；噴砂處理時首先調整dl、d2及Θ值并將待處理工件安裝在工件夾持系統(D上，然后啟動噴砂系統(2)并使工件夾持系統(I)以一定的速度帶動工件旋轉，此時砂體(3)從噴砂系統(2)噴出并噴射到工件表面，對工件的噴砂處理。
2.根據權利要求1所述噴砂處理3D打印金屬零部件的方法，其特征在于:噴砂處理過程中噴砂系統(2)與工件夾持系統(I)之間的角度Θ控制為30°?45°或者135°?150。。
3.根據權利要求1所述噴砂處理3D打印金屬零部件的方法，其特征在于:噴砂處理過程中所噴砂體為剛玉粉和水的混合液體，所述混合液體中水的電阻值> 1MΩ.cm，所述混合液體中沙粒的質量濃度為15%?40%。
4.根據權利要求3所述噴砂處理3D打印金屬零部件的方法，其特征在于:所述混合液體中剛玉粉平均粒度為12?17微米，粒度范圍為10?20微米，其形狀呈不規則多角形。
5.根據權利要求1所述噴砂處理3D打印金屬零部件的方法，其特征在于:噴砂過程中工件夾持系統(I)旋轉速度ω為30?600r/min，砂體速度為10?50m/s，噴砂時間為2?5min。
6.根據權利要求1所述噴砂處理3D打印金屬零部件的方法，其特征在于:所述待待處理工件材質為不銹鋼、鈦合金、鈷鑰合金或鎢合金。
【文檔編號】B24C1/10GK104308747SQ201410432677
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】段宣明, 楊毓杰 申請人:中國科學院重慶綠色智能技術研究院