[发明专利]一种降低光固化快速原型件表面粗糙度的方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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，缩短产品的设计、生产周期。立体光固化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，成型后的原型件表面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，硬件，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，缩短了制造时间。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。

根据申请人所进行的资料检索，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。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种采用物理化学法降低光固化原型件表面粗糙度的方法。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，本发明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300μm的均匀涂层。

本发明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6μm～15μm降低到3μm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；

以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明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面涂层固化。

本发明采用以下工艺流程(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。本发明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。