[發明專利]一種降低光固化快速原型件表面粗糙度的方法

無效

• 申請號: 200710018183.X
• 申請日: 2007-07-03
• 公開（公告）號: CN101081388A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 李滌塵;同穎稚;吳海華
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B05D7/24
• 分類號: B05D7/24;B05D3/00;C09D7/00;B05D1/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明涉及光固化立體成型原型件的后處理方法，特別是一種降低光固化快速原型件表面粗糙度的方法，該方法通過物理化學方法對原型件表面進行處理，以快速降低原型件表面粗糙度。

背景技術

快速成型技術是基于材料累加的加工成型方法，快速成型技術能夠加快產品的推陳出新，縮短產品的設計、生產周期。立體光固化成型法是目前多種快速成型方法中應用最廣，精度最高的一種方法，它具有制作效率高，材料利用率接近100％的優點，能成型形狀特別復雜(如空心零件)、特別精細的零件。但是，成型后的原型件表面仍會存在由成型過程中臺階效應引起的精度偏差，這是跟立體光固化成型法材料累加成型的工作原理相關，是不可避免的。

目前國內外基本上都是通過成型工藝中軟件，硬件，成型材料以及成型過程中參數等的優化來提高原型精度，但是這些優化的代價是成本的提高，并且只能減小臺階效應的影響，而不能從根本上消除臺階效應。通過后處理工藝對原型件進行處理，可以對已成型的臺階效應彌補，減小由臺階效應引起的誤差，相比較通過增加層數來提高精度的方法大幅度的降低了生產成本，縮短了制造時間。目前常用的后處理工藝有打磨，機械二次加工等機械加工方式，其缺點在于需要在成型時預留加工余量，利用機械加工來二次處理，需要耗費大量的人力，物力，進一步增加了加工成本，同時不適用于表面形狀比較復雜的零件。

根據申請人所進行的資料檢索，截至目前還沒有關于通過物理化學方法對原型件表面進行處理以降低原型件表面粗糙度的相關文獻和專利。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種采用物理化學法降低光固化原型件表面粗糙度的方法。該方法通過樹脂涂料的配制以及涂掛工藝的調整對立體光固化原型件進行后處理，在立體光固化原型件表面形成均勻涂層。該涂層極薄而不影響原型件的尺寸精度，能夠在很短的時間內減小由成型過程中不可避免的臺階效應所引起的制造誤差，降低原型件表面粗糙度；在成型時無需預留加工余量，節約成本，保證了零件的尺寸精度；該方法與磨削等機加工工藝相比較，沒有二次誤差的影響。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種降低立體光固化快速原型件表面粗糙度的物理化學方法，其特征在于，包括下列步驟：

首先配制樹脂涂料，該樹脂涂料的制備方法是在樹脂中按光固化樹脂質量百分比加入下列原料：表面活性劑：≤0.1％，活性稀釋劑：5％～30％，流平劑≤1％；并調節樹脂涂料粘度在0.25Pa.S～0.70Pa.S之間；

將樹脂涂料采用刷涂、浸透或噴涂的方式涂掛在立體光固化樹脂原型件表面；

然后通過固化工藝在立體光固化原型件表面形成厚度不超過300μm的均勻涂層。

本發明的方法能夠使立體光固化快速原型件表面粗糙度從原來的6μm～15μm降低到3μm以內。消除了立體光固化法產生的臺階效應，操作簡便，并且極大的節省了生產成本，且不影響立體光固化快速原型件的尺寸精度，具有良好的應用前景，使快速成型件更好的應用于生產加工過程。

附圖說明

圖1是通過樹脂涂料涂掛來降低原型件表面粗糙度示意圖；

以下結合附圖和發明人給出的實施例對本發明作進一步的詳細說明。

具體實施方式

本發明給出了一種基于光固化立體成型技術的降低立體光固化原型件表面粗糙度的物理化學方法，該方法首先通過配制光固化或常溫固化樹脂涂料，此涂料粘度較低，具有一定的潤濕性及流平性，能夠在原型件表面形成很薄的均勻涂層；其次將樹脂涂料涂掛(浸透、刷涂或噴涂)于光固化樹脂原型件表面，通過一定的工藝(倒置吹干或旋轉甩干)使表面多余樹脂流出后，通過相應的固化工藝使表面涂層固化。

本發明采用以下工藝流程(如圖1所示)：

1)配制好樹脂涂料，該樹脂涂料的制備方法是在樹脂中按光固化樹脂質量百分比加入下列原料：表面活性劑：≤0.1％，活性稀釋劑：5％～30％，流平劑≤1％；并調節樹脂涂料粘度在0.25Pa.S～0.70Pa.S之間；

2)將樹脂涂料采用刷涂、浸透或噴涂的方式涂掛在立體光固化樹脂原型件表面；

3)使表面多余樹脂流出；

4)通過光固化(常溫固化)等固化方式使立體光固化樹脂原型件表面涂層固化，在立體光固化原型件內外表面形成一層極薄的均勻涂層，從而減小臺階效應的影響，降低原型件表面粗糙度。本發明的方法不需二次機加工，節約成本，并且使原型件表面達到工業級的精度。