[发明专利]一种光固化快速成型树脂的化学腐蚀去除方法

说明书

技术领域

本发明属于基于光固化快速成型的快速铸造领域，具体涉及具有复杂内腔结构树脂件和基于具有复杂内腔结构的树脂件快速铸造工艺，特别是适用于以往在快速铸造过程中通过烧蚀树脂达到去除树脂目的以成型复杂零部件工艺。

背景技术

随着光固化成型工艺的不断推广，光固化成型以其能够成型任意复杂结构和高精度零件而逐渐在快速铸造、快速模具等行业得到大量应用，从而对光固化树脂的各种性能的要求也不断提升，其中绝大多数光固化成型树脂均具有较高的抗强酸、强碱的能力，比如DSM Somos ProtoTherm 14120、铸造专用树脂DSM Somos 19120、SPR9000、SPR9100。

随着光固化成形技术在快速铸造技术中的应用，使得快速精密铸造技术取得快速的发展，尤其是具有复杂内部结构的金属或者陶瓷零件。在利用光固化成型技术制造复杂金属或者陶瓷零部件的过程中要将光固化树脂件去除，过去去除光固化树脂件的过程主要采用烧蚀或机械方法，而内部则只能通过烧蚀去除，树脂件烧蚀时的温度基本在600℃以上，容易导致零件性能恶化和精度降低。

在树脂烧蚀中存在主要问题为零件容易开裂，这是由于树脂件和树脂件包裹陶瓷材料的热膨胀系数不同，导致在烧蚀的过程中热应力较大和分布不均匀，尤其细长特征结构，更容易因热应力过大而完全断裂；在光固化树脂件烧蚀中，由于存在剧烈炭化而存在鼓泡现象，对陶瓷件表面精度带来较大的影响；同时，在树脂烧蚀中，因为燃烧产生的大量气体对陶瓷内部的微小结构存在较大的冲击，致使细小结构断裂；并且，在树脂件烧蚀中，200℃～600℃时释放大量的刺激性气体，对环境污染特别严重，严重威胁操作人员的身体健康；此外，在树脂烧蚀后，存留少量灰烬，影响铸件表面的质量，为了减少烧蚀后残炭率，研发适用于快速铸造用光固化树脂一直是研究热点，探讨适用于空心涡轮叶片陶瓷铸型一体化制造的新型光固化树脂原型件去除方法就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种去除光固化成型树脂件的化学腐蚀方法，该方法将解决传统的光固化树脂件烧蚀去除过程带来的一系列问题，从而较快实现将树脂件腐蚀至一定厚度或者完全去除。

为了实现上述内容，本发明采取如下的技术方案：

一种去除光固化树脂件的化学腐蚀方法，其特征在于，该方法首先配置好一定浓度的氢氧化钾/乙醇/水的混合溶液，或氢氧化钾/甲醇/水的混合溶液，将光固化成型树脂件放置到混合溶液中，或者将混合溶液注入到光固化成型树脂件的内部空腔内，使腐蚀液与树脂件发生化学反应，逐层将光固化成型树脂件去除，腐蚀至一定时间(约1h～4h，具体时间与温度、腐蚀液浓度、溶剂的纯度、腐蚀液与树脂件的接触面积有关)之后更换腐蚀液，直到腐蚀到一定厚度或将树脂件完全腐蚀完毕，最后用去离子水将树脂件清洗去除腐蚀杂质，干燥。

在基于光固化成形的快速铸造工艺中，本发明方法不需要将光固化成型树脂件通过烧蚀方法去除，避免了烧蚀过程所引起的一系列问题，例如：树脂烧蚀中因树脂与陶瓷坯体热膨胀系数不同而引起的陶瓷开裂现象。

本发明方法也解决了树脂烧蚀中鼓泡现象，致使陶瓷表面质量受到影响，以及燃烧中释放大量气体对陶瓷内部细小结构冲击而造成的断裂等问题。

本发明方法避免了树脂件烧蚀过程中光固化树脂燃烧所产生的有毒气体，符合绿色制造的要求。

本发明方法避免了烧蚀树脂所遗留的残余灰烬，从根本上解决了快速铸造过程中对铸件精度的影响。

具体实施方式

实例一：

不同配方腐蚀光敏树脂试验

实验条件：室温20℃，腐蚀时间：80min；

实验材料：

腐蚀液(配方一)：氢氧化钾/乙醇/水，其中溶质氢氧化钾占混合溶液总质量分数：15％，溶剂乙醇与水分别占溶剂总质量的百分比为：85％和15％；

腐蚀液(配方二)：氢氧化钾/甲醇/水，其中溶质氢氧化钾占混合溶液总质量分数：15％，溶剂甲醇与水分别占溶剂总质量的百分比为85％和15％；

腐蚀液(配方三)：氢氧化钾/水，其中溶质氢氧化钾占溶液总质量分数：15％；

光敏树脂件DSM Somos 19120，烧杯，电子称等。

实验结果如下：

腐蚀前后的质量对照如下表所示：

表一三种腐蚀液配方腐蚀前后光敏树脂件质量对照表