一种SLS制件表面后处理工艺

摘要

本发明公开了一种SLS制件表面后处理工艺，包括步骤：S1、表面喷砂：采用尺寸为75～115μm的喷料对制件表面进行喷砂处理；S2、打磨：用砂纸对制件表面进行打磨；S3、喷涂树脂混合剂：将环氧树脂、EP固化剂、无水酒精按照1:1:1～2的比例混合后，对制件表面进行喷涂，喷涂的树脂层厚度为50～70μm；S4、打磨：制件实干后，用砂纸打磨其表面，将所述树脂层的厚度打磨至35～50μm；S5、喷涂聚酯漆混合液：将聚酯主色漆、固化剂、稀释剂按照1:0.5～1:1～1.5的比例混合后，对制件进行喷涂，形成厚度40～60μm的面漆层。采用本发明的工艺对尼龙SLS制件进行处理，能大幅改善制件的表面粗糙度、光洁度和上色情况，也增强制件表面的强度，使其符合实际使用需求。

说明书

技术领域

本发明涉及表面处理领域，尤其涉及一种SLS制件表面后处理工艺。

背景技术

选择性激光烧结快速成型系统——SLS(Selected Laser Sintering)，首先将 CAD三维模型转化为STL文件，按照一定的厚度进行切片，得到切片的界面轮 廓。然后控制激光束对模型实心部分的粉末进行扫描，使粉末颗粒熔化而互相粘 结，逐步得到该层的轮廓。完成一层扫描后，工作台下降一层截面高度，再进行 下一层的铺粉和烧结，最终形成三维模型。

SLS制件成型后表面孔隙较多，表面粗糙度大约为Ra12.5，制件表面的粗糙 度、光洁度及上色情况并不能满足实际使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SLS制件表面后处理工艺，已解决现有技术中 SLS制件成型后，表面粗糙度、光洁度和上色情况达不到使用要求的问题。

本发明的技术方案如下：

一种SLS制件表面后处理工艺，包括以下步骤：

S1、表面喷砂：采用尺寸为75～115μm的喷料对制件表面进行喷砂处理；

S2、打磨：用砂纸对制件表面进行打磨；

S3、喷涂树脂混合剂：将环氧树脂、EP固化剂、无水酒精按照1:1:1～2的比 例混合后，对制件表面进行喷涂，喷涂的树脂层厚度为50～70μm。此处采用无 水酒精作为溶解溶剂，以形成可喷涂溶液；喷涂的树脂层厚度约束在50～70μm， 可以较好地填充制件表层颗粒的凹凸不平，且填充后，涂层厚度不至于过大。

S4、打磨：制件实干后，用砂纸打磨其表面，将所述树脂层的厚度打磨至 35～50μm；

S5、喷涂聚酯漆混合液：将聚酯主色漆、固化剂、稀释剂按照1:0.5～1:1～1.5 的比例混合后，对制件进行喷涂，形成厚度40～60μm的面漆层。该厚度下的面 漆层具有优良的流动性、流平性、光泽度一致性，且整个制件表面后处理层的厚 度不致于太大。

优选地：步骤S2中，采用选自180～360号砂纸中的两种或多种砂纸按由粗 至细的顺序进行打磨，直至制件表面手感光滑。

优选地：步骤S3中的喷涂方式为十字交叉法，即以一X方向喷涂后，再对 垂直于所述X方向的Y方向进行喷涂，然后表干。

优选地：步骤S4中，采用360～600号砂纸进行打磨。

优选地：步骤S5中的喷涂方式为所述十字交叉法。

优选地：还包括以下步骤：

S6、修补：用羊毛刷或毛笔对经步骤S5处理的制件进行修正。

优选地：还包括以下步骤：

S6、修补：对经步骤S5处理的制件用800～1500号砂纸进行打磨，再喷涂 1～2次的聚酯漆混合液。

优选地：在步骤S3中调配好树脂混合剂后，静置5～15分钟，再进行喷涂， 喷涂后表干10～20分钟。

优选地，所述喷料为玻璃珠、金刚砂、氧化铝砂、陶瓷砂中的一种、两种或 多种。

由于一般SLS加工所采用的尼龙粉末的平均粒径是50-70μm，在步骤S1 中，采用75～115μm的玻璃珠进行喷砂处理，不仅能够喷掉工件表面的多余的 粉末，所用的玻璃珠能对工件表面产生冲击、磨削作用，引起表面的细微变形， 从而消除部分加工后的残余应力，改善制件表面的机械性能，提高其抗疲劳性， 增强它与涂层之间的附着力。喷砂后的工件表面由于SLS加工方式的特性，表 面比较粗糙，通过步骤S2使用砂纸进行打磨，可以处理表面较大毛刺，直至工 件表面手感光滑。步骤S3中的喷涂，采用环氧树脂，环氧树脂为含有环氧基团 的高分子化合物，固化后具有良好的物理、化学性能，对金属和非金属均具有优 异的粘结强度，能够有效附着在SLS尼龙制件表面，填补表面孔隙、增强表面 硬度，将其与EP固化剂、无水酒精进行混合，可以实现液态喷涂，不仅可以填 充工件表面的颗粒凹凸不平的缺陷，还可以作为后续喷涂面漆的底层，并且通过 约束喷涂的厚度来控制底层效果：如果该底层太厚，对制件原始尺寸影响太大， 浪费涂料；如果太薄，不利于涂层对制件的保护效果，抗开裂性、遮盖性、持久 性及防霉性不好，涂层在制件表面的流动性及流平性不好。待喷涂树脂混合剂后 的工件实干后，步骤S4中再用砂纸进行打磨，此次打磨不仅可以去除喷涂树脂 层后凸起的少量毛刺，更起到保证工件表面与面漆有较好的附着性能的作用，同 时，此次打磨也能够起到控制树脂层厚度的作用。步骤S5的喷涂，采用聚酯漆 作为面漆层，具有高光、快速表干、混色均匀的优点，在前面的处理基础上再降 低表面粗糙度。综上，通过本发明的工艺对SLS制件表面处理后，制件表面的 粗糙度、光洁度和上色情况都得到改善，使之能够满足实际使用需求，同时，双 层的表面喷涂使制件表面强度得到了提升，通过在设定范围内调整喷涂溶液的配 比，可以调节表面高泽度并配置不同的喷涂颜色。

另外，采用十字交叉法进行喷涂，能在控制喷涂厚度的前提下达到均匀喷涂 整个工件表面的效果。为了少量处理不佳的特殊情况的补救，本发明还提供了如 步骤S6所述的后续修补，可对经S1～S5处理后仍存在的需修整的瑕疵进行再一 次的补救，进一步提高制件表面的优化率。

附图说明

图1是本发明的SLS制件表面后处理工艺的流程图；

图2是平板加工件P1和P2经150目玻璃砂喷砂处理后的相同表面效果图；

图3是实施例1的平板加工件P1经树脂喷涂再打磨后的表面效果图；

图4是实施例2的平板加工件P2经树脂喷涂再打磨后的表面效果图；

图5是实施例1的平板加工件P1经聚酯漆喷涂后的表面效果图；

图6是实施例2的平板加工件P2经聚酯漆喷涂后的表面效果图。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。

在以下优选的实施方式中，本发明的SLS制件表面后处理工艺主要是针对 以尼龙为烧结材料的制件进行后续处理。下面通过测试来对具体实施方式进行更 仔细的说明：在测试中，使用彩色3D激光扫面显微镜对制件表面处理过程中个 阶段进行表现成像测试，采用1000倍放大模式。另外，环氧树脂作为含有环氧 基团的高分子化合物，固化后具有良好的物理、化学性能，对金属和非金属具有 优异的粘结强度，能够有效附着在SLS尼龙制件表面，填补表面孔隙、增强表 面硬度，通过添加固化剂及一定的酒精稀释剂，可实现环氧树脂的液态喷涂要求。

实施例1

选取经SLS快速成型系统烧结得到的平板加工件P1，按如下步骤处理：

S1、喷砂：通过喷砂机喷出尺寸150目（相当于106μm）的玻璃砂，对P1 的表面进行喷砂处理，将表面附着的粉末清理掉，同时对表面的毛刺进行冲击、 磨削，使其发生细微形变，消除加工后的残余应力，得到粗糙度为Ra11.39的工 件，其效果图如图2所示；

S2、打磨：对经喷砂处理后的平板加工件P1，先采用180号砂纸进行打磨， 再用360号砂纸进行打磨，直至平板加工件P1的表面手感光滑；

S3、喷涂树脂混合剂：将环氧树脂、EP固化剂、无水酒精按照1:1:1的比例 混合后，静置10分钟，对平板加工件P1进行十字交叉法喷涂，先沿某一X方 向单独喷涂后，再对垂直于X方向的Y方向进行喷涂，然后表干15分钟，喷涂 的表面树脂层厚度为60μm；

S4、打磨：平板加工件P1实干后，用360号砂纸打磨其表面，将树脂层未 覆盖的毛刺打磨平整，且将表面树脂层的厚度打磨至50μm，此时的表面粗糙度 为Ra1.62，其效果图如图3所示；

S5、喷涂聚酯漆混合液：将聚酯漆、固化剂、稀释剂按照1:0.5:1的比例混 合后，对平板加工件P1进行喷涂，形成厚度40μm的面漆层，表面粗糙度为 Ra0.1，其效果图如图5所示。作为面漆层的聚酯漆具有高光、快速表干、混色 均匀的优点。

通过上述5个步骤的处理，平板加工件P1的表面厚度最终增加了95μm， 但粗糙度却由初始的Ra11.39降至Ra0.1，得到了很大改善。

如果在处理过程中遇到特殊情况而导致处理后仍存在一些瑕疵，可以采用下 述两种方式进行修补：1）用一寸羊毛刷或毛笔对经步骤S5处理的制件进行修正； 2）对经步骤S5处理的制件用800～1500号砂纸进行打磨，再喷涂1～2次的聚酯 漆混合液。

在本实施例中，采用设定比例的处理剂配比，按照工艺流程对平板加工件 P1进行处理，经过处理之后表面粗糙度为Ra0.1，粗糙度及表面光洁度得到大幅 度提升，同时经过喷砂处理消除了部分制件加工过程中产生的应力，双层的表面 喷涂使制件表面强度得到了很大的提高。

实施例2

选取经SLS快速成型系统烧结得到的平板加工件P2，按如下步骤处理：与 实施例1相比，步骤S1与S2相同，P2的初始粗糙度也为Ra11.39，处理的不同 之处在于：

S3、喷涂树脂混合剂：将环氧树脂、EP固化剂、无水酒精按照1:1:2的比例 混合后，静置15分钟，对平板加工件P2进行十字交叉法喷涂，先沿某一X方 向单独喷涂后，再对垂直于X方向的Y方向进行喷涂，然后表干10分钟，喷涂 的表面树脂层厚度为50μm；

S4、打磨：平板加工件P2实干后，用360号砂纸打磨其表面，将树脂层未 覆盖的毛刺打磨平整，且将表面树脂层的厚度打磨至40μm，此时的表面粗糙度 为Ra1.48，其效果图如图4所示；

S5、喷涂聚酯漆混合液：将聚酯漆、固化剂、稀释剂按照1:1:1.5的比例混 合后，对平板加工件P2进行喷涂，形成厚度55μm的面漆层，表面粗糙度为 Ra0.06，其效果图如图6所示。作为面漆层的聚酯漆具有高光、快速表干、混色 均匀的优点。

通过上述5个步骤的处理，平板加工件P2的表面厚度最终增加了95μm， 但粗糙度却由初始的Ra11.39降至Ra0.06，得到了很大改善。

在本实施例中，采用与实施例1不同比例的处理剂配比，按照工艺流程对平 板加工件P2进行处理，经过处理之后表面粗糙度为Ra0.06，粗糙度及表面光洁 度也得到大幅度提升，同时经过喷砂处理消除了部分制件加工过程中产生的应 力，双层的表面喷涂使制件表面强度得到了很大的提高。而且，通过在设定范围 内调整喷涂溶液的配比，可以调节表面高泽度并配置不同的喷涂颜色。

实施例3

本实施例与实施例1的区别之处仅仅在于步骤S1中喷砂的喷料尺寸为75 μm，经实验证明，本实施例也可获得与实施例1大体相同的效果。

实施例4

本实施例与实施例1的区别之处仅仅在于步骤S1中喷砂的喷料尺寸为115 μm，经实验证明，本实施例也可获得与实施例1大体相同的效果。

实施例5

本实施例与实施例1的区别仅仅在于步骤S4中，将树脂层的厚度打磨至35 μm，经实验证明，本实施例也可获得与实施例1大体相同的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能 认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而 且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。