[发明专利]烧结模型树脂浸渗方法及真空浸渗设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结模型树脂浸渗方法及真空浸渗设备，属于新型材料加工方法技术领域。

背景技术

聚苯乙烯属于热塑性塑料，其受热后可熔化、粘结，冷却后可固化成型。聚苯乙烯材料吸湿率小，仅为0.05％，收缩率也比较小，该粉末材料熔点较低，烧结变形小，成形性良好，且可以重复利用，其粉末材料经改性后，可以作为选择性激光烧结用粉末材料。其烧结成形件经浸渗树脂后可进一步提高强度用作功能件；经浸腊处理后，也可以作为精密铸造的蜡模使用。由于其成本低廉，目前是国内使用最为广泛的一种选择性粉末激光烧结快速成形材料。

目前激光烧结聚苯乙烯模型存在的主要问题是：直接烧制件的强度不高，当温度场控制不好时，烧结制件容易翘曲；另外，如果烧结的原型件表面不够光滑，或其曲面上存在小台阶和小缺陷；原型的薄壁和某些小特征结构(如孤立的小柱、薄筋)可能强度，刚度不足；烧结的原型件的某些尺寸、形状可能还不够精确；制件表面的颜色可能不符合产品的要求等问题。为改善烧结制件的表面状况以及力学性能等，对烧结件一般都要进行相应的后处理工艺。后处理工艺是指把烧结的原型件取出，先进行清理，以去除敷粉，露出制件表面，再对原型件进行渗树脂或渗蜡后进行固化、修补、打磨、抛光等工序。

目前聚苯乙烯烧结模型的后处理工艺大多不太理想，使成型件的力学性能不能满足功能性制品的要求。

发明内容

针对现有聚苯乙烯烧结模型后处理效果不理想的问题，本发明公开了一种烧结模型树脂浸渗方法及真空浸渗设备。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种烧结模型树脂浸渗方法，其包括如下步骤：

分别制备烧结树脂模型和浸渗剂；

在不超过40KPa的绝对压力下，将烧结树脂模型浸没浸渗剂中，并使浸渗剂的液面高出烧结树脂模型的表面至少20mm；

在不低于150KPa的绝对压力下，使浸渗剂对烧结树脂模型进行浸渗；

浸渗结束后，进行烘干固化及终处理。

作为优选方案，所述烧结树脂模型的制备方法是采用激光烧结3D打印的方法。

作为优选方案，所述浸渗剂的制备方法为：将环氧树脂、胺类固化剂和活性稀释剂进行混合，搅拌均匀后，得到所述浸渗剂。

第二方面，本发明还提供了一种真空浸渗设备，其包括罐体、盖体和料架，所述盖体盖设于罐体的口部，所述料架设置于罐体内，所述罐体的侧面设有真空接口、压缩空气接口和浸渗剂接口，罐体的底部设有泄压阀接口，所述浸渗剂接口的内侧连接有浸渗剂软管，所述浸渗剂软管的一端设置于料架的顶部。

作为优选方案，所述盖体通过锁紧气缸与罐体紧密闭合。

作为优选方案，所述盖体的顶部设有压力传感器、安全阀接口、压力表和观察窗。

作为优选方案，所述罐体的上部外侧设有用于开关盖体的开罐桁架。

浸渗技术是利用浸渗剂在压力下渗入多孔性物质经固化反应而达到填补孔隙的目的，是现代科技发展的一项新技术。本发明基于浸渗的基本原理，结合聚苯乙烯烧结模型存在的问题，提出了利用该种工艺进行后处理的方法，并针对工艺过程提出了工艺参数和设备的不同要求，力求解决聚苯乙烯烧结模型表面状况及力学性能不良等问题。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、聚苯乙烯模型在压力容器内先经过抽真空后再进行表面树脂浸渗，消除了模型孔隙内部的微尘与气体；

2、在高压下将树脂浸渗至模型内部，相较于涂刷方法，浸渗更加深入彻底，固化后聚苯乙烯模型表面更加光滑，力学性能更加优异；

3、本发明在针对模型的谨慎设备中实现聚苯乙烯模型的后处理过程，容易进行过程控制，易于在工程应用上进行自动化推广。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中的真空浸渗设备的结构示意图；

图2为本发明的浸渗方法的工艺流程示意图；

图中：1、开罐桁架；2、真空接口；3、压缩空气接口；4、罐体；5、料架；6、浸渗剂接口；7、浸渗剂软管；8、锁紧气缸；9、盖体；10、压力传感器；11、安全阀接口；12、观察窗；13、压力表；14、泄压阀接口。

具体实施方式