[發明專利]一種3D打印多孔結構殘余粉料后處理裝置及方法

有效

• 申請號: 202011181248.4
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112387984B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 王宏衛;萬熠;于明志;張曉;林貴梅
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B22F10/68
• 分類號: B22F10/68;B22F10/62;B22F10/28;B22F10/38;B22F12/00;C23F1/08;C23F1/16;B33Y40/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

本發明公開了一種3D打印多孔結構殘余粉料后處理裝置及方法，其技術方案為：包括至少一個管通道，管通道通過夾持裝置安裝于固定裝置上方，且夾持裝置能夠相對固定裝置旋轉；管通道內側設有用于固定多孔結構的柔性固定件。本發明采用定向流動酸蝕方法對多孔結構進行后處理，能夠在保留多孔結構原有力學性能的同時，均勻去除多孔結構的表面殘粉。

技術領域

本發明涉及3D打印結構后處理領域，尤其涉及一種3D打印多孔結構殘余粉料后處理裝置及方法。

背景技術

3D打印技術是通過將三維實體切分為二維片層，然后通過層層堆疊的方式獲得最終結構的制造方法，其具有個性化定制、快速成型、復雜形狀加工等優勢。目前市場常用的打印材料主要有無機非金屬材料、高分子材料及金屬材料，尤其是金屬材料的3D打印，因為其能夠提供良好的力學性能，由于目前已經在航空航天、醫療等領域取得了一定的應用，并且未來具有廣泛的應用前景。

例如鈦合金，其具有良好的機械性能，耐腐蝕性及生物相容性，目前已經廣泛應用于航天，生物醫療領域。鈦合金3D打印技術能夠實現復雜多孔結構的加工，在航天領域可實現結構輕量化制造，復雜結構的一體化成型，并且可以提供更好的散熱效果；在生物醫療領域，3D打印鈦合金可以制造人工假體，所制造假體具有剛度低、個性化、連通性好等優勢。

目前，多孔鈦合金的3D打印方法主要有選擇性激光熔覆(Selective lasermelting，SLM)及電子束熔融沉積(Electronic Beam Melting，EBM)，其主要是通過高能激光束或電子束逐層融化金屬粉末構建三維結構的增材制造技術，這兩種技術均能夠構建高力學強度的多孔鈦合金結構，但同時，這兩種技術加工的多孔結構表面存在大量未融化的殘粉及部分融化粘連于表面的鈦粉顆粒，殘粉及部分粘連的鈦粉在鈦合金結構長期服役過程中極易發生脫落，在航天及醫療領域都容易導致嚴重事故，在3D打印多孔假體臨床應用方面，脫落的鈦粉顆粒導致炎癥等并發癥，從而致使手術失敗。大孔隙簡單結構鈦合金可以通過傳統的噴砂、酸蝕等去除表面鈦粉顆粒，但是部分小孔隙、復雜多孔鈦合金結構，傳統的超聲清洗、噴砂等很難實現多孔結構內部的殘粉及粘連鈦粉的清理，普通酸蝕難于實現多孔結構內外均勻的酸蝕操作，極易發生外部酸蝕過度，而內部酸蝕過輕的現象，影響整體結構的力學性能。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種3D打印多孔結構殘余粉料后處理裝置及方法，采用定向流動酸蝕方法對多孔結構進行后處理，能夠在保留多孔結構原有力學性能的同時，均勻去除多孔結構的表面殘粉。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明的實施例提供了一種3D打印多孔結構殘余粉料后處理裝置，包括至少一個管通道，管通道通過夾持裝置安裝于固定裝置上方，且夾持裝置能夠相對固定裝置旋轉；管通道內側設有用于固定多孔結構的柔性固定件。

作為進一步的實現方式，所述管通道為一個時，柔性固定件固定于管通道內部；管通道為多個時，相鄰管通道之間連接柔性固定件。

作為進一步的實現方式，所述柔性固定件的中心開設有通孔，柔性固定件的外側與管通道內壁貼合。

作為進一步的實現方式，包括相對設置的第一管通道、第二管通道，第一管通道與第一柔性固定件相連，第二管通道與第二柔性固定件相連；第一柔性固定件與第二柔性固定件之間間隔設定距離以用于安裝局部多孔結構；所述第一管通道和第二管通道通過夾持裝置安裝于固定裝置上方。

作為進一步的實現方式，所述第一柔性固定件、第二柔性固定件的中心分別開設通孔，第一柔性固定件外側與第一管通道內壁貼合，第二柔性固定件外側與第二管通道內壁貼合。

作為進一步的實現方式，所述固定裝置包括固定臺和與固定臺垂直固定的支撐桿，固定臺上用于放置容器。

作為進一步的實現方式，所述夾持裝置包括連接桿組、夾持件，連接桿組一端與支撐桿連接，另一端連接夾持件。