[發(fā)明專利]基于光固化3D打印的金屬嵌件樹(shù)脂零件快速制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510074435.5
• 申請(qǐng)日: 2015-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104708820B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜耀林;邵中魁;何朝輝;郭嘉;丁慶明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院有限公司;浙江省機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)所
• 主分類號(hào): B29C64/124
• 分類號(hào): B29C64/124;B29C64/314;B33Y10/00;B33Y40/00
• 代理公司: 杭州天欣專利事務(wù)所(普通合伙)33209
• 代理人: 余木蘭

1.一種基于光固化3D打印技術(shù)的金屬嵌件樹(shù)脂零件快速制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）設(shè)計(jì)并制造金屬嵌件

按照傳動(dòng)軸及零件實(shí)際形狀大小設(shè)計(jì)一個(gè)適當(dāng)大小、形狀的金屬嵌件，在金屬嵌件與傳動(dòng)軸連接端設(shè)計(jì)一個(gè)用于連接傳動(dòng)軸的軸向連接孔，并在金屬嵌件與樹(shù)脂零件結(jié)合處的外表面設(shè)計(jì)一些微小凹凸結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)完成后機(jī)加工制造金屬嵌件；

（2）金屬嵌件安放定位

通過(guò)三維建模軟件設(shè)計(jì)并建立一個(gè)定位環(huán)三維模型，設(shè)計(jì)定位環(huán)的內(nèi)部徑向形狀尺寸及定位環(huán)高度尺寸；

將設(shè)計(jì)完成的定位環(huán)三維模型轉(zhuǎn)換成STL格式導(dǎo)入前處理軟件進(jìn)行定位環(huán)前處理，將定位環(huán)模型放置在3D打印機(jī)工作平臺(tái)表面某個(gè)位置，分層處理，再將完成分層處理的定位環(huán)模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入光固化3D打印機(jī)，在RpBuild工藝控制軟件中設(shè)置好工藝參數(shù)后開(kāi)始光固化3D打印成形，制作完成后在3D打印機(jī)工作平臺(tái)表面生成了一個(gè)樹(shù)脂定位環(huán)，將加工好的金屬嵌件插入該樹(shù)脂定位環(huán)；

（3）樹(shù)脂零件3D打印成形

通過(guò)三維建模軟件設(shè)計(jì)并建立零件三維模型；將設(shè)計(jì)完成的零件三維模型轉(zhuǎn)換成STL格式導(dǎo)入前處理軟件進(jìn)行前處理，將零件模型放置在與定位環(huán)模型二維平面坐標(biāo)完全一致的工作平臺(tái)表面水平方向位置，設(shè)計(jì)零件模型底面相對(duì)于3D打印機(jī)工作平臺(tái)的高度，設(shè)計(jì)工藝支撐并分層處理；

將完成分層處理的零件模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入光固化3D打印機(jī)，在RpBuild工藝控制軟件中設(shè)置好工藝參數(shù)，并關(guān)閉刮平系統(tǒng)，在金屬嵌件精確安放在工作平臺(tái)的基礎(chǔ)上直接開(kāi)始光固化3D打印成形，制作完成后得到一個(gè)帶支撐的緊密包裹金屬嵌件的樹(shù)脂零件，并進(jìn)行后處理，最終制得金屬嵌件樹(shù)脂零件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印技術(shù)的金屬嵌件樹(shù)脂零件快速制造方法，其特征在于：所述步驟（1）中，金屬嵌件設(shè)計(jì)成空心圓柱形結(jié)構(gòu)，該金屬嵌件外徑應(yīng)至少比傳動(dòng)軸直徑大10mm以上，且金屬嵌件長(zhǎng)度至少比與傳動(dòng)軸連接部分長(zhǎng)20mm以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印技術(shù)的金屬嵌件樹(shù)脂零件快速制造方法，其特征在于：所述步驟（1）中，金屬嵌件的軸向連接孔設(shè)計(jì)成帶螺紋或帶鍵槽的軸向通孔或軸向盲孔結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印技術(shù)的金屬嵌件樹(shù)脂零件快速制造方法，其特征在于：所述步驟（1）中，金屬嵌件與樹(shù)脂零件結(jié)合處的外表面的微小凹凸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成徑向溝槽以及軸向表面直紋組合結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印技術(shù)的金屬嵌件樹(shù)脂零件快速制造方法，其特征在于：所述步驟（2）中，三維建模軟件采用Pro/E、UG和SolidWorks中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印技術(shù)的金屬嵌件樹(shù)脂零件快速制造方法，其特征在于：所述步驟（2）中，定位環(huán)的壁厚尺寸為1-5mm，定位環(huán)的內(nèi)部徑向尺寸比相應(yīng)的金屬嵌件外徑尺寸大0.01-0.2mm，定位環(huán)的高度尺寸為5-20mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印技術(shù)的金屬嵌件樹(shù)脂零件快速制造方法，其特征在于：所述步驟（2）中，在前處理軟件中定位環(huán)設(shè)計(jì)成緊貼3D打印機(jī)工作平臺(tái)表面或?qū)⒍ㄎ画h(huán)設(shè)計(jì)成通過(guò)一定高度的支撐間接生成在3D打印機(jī)工作平臺(tái)表面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的基于光固化3D打印技術(shù)的金屬嵌件樹(shù)脂零件快速制造方法，其特征在于：所述步驟（2）中，前處理軟件采用RPDATA和Imageware中的一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印技術(shù)的金屬嵌件樹(shù)脂零件快速制造方法，其特征在于：所述步驟（3）中，零件與金屬嵌件結(jié)合處的內(nèi)孔徑向尺寸設(shè)計(jì)成比相應(yīng)的金屬嵌件外徑尺寸小5mm以上，內(nèi)孔深度尺寸設(shè)計(jì)成10mm以上。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印技術(shù)的金屬嵌件樹(shù)脂零件快速制造方法，其特征在于：所述步驟（3）中，后處理包括依次進(jìn)行清洗、去支撐、后固化和表面打磨。