[发明专利]喷砂处理3D打印金属零部件的方法

说明书

技术领域

本发明属于三维制造技术领域，涉及后处理3D打印金属零部件的方法，特别涉及喷砂处理3D打印金属零部件的方法。

背景技术

金属零部件3D打印技术是整个3D打印体系中最为前沿和最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。3D打印可以获得结构形状复杂的金属零部件，其优势十分明显，但是3D打印金属零部件普遍存在零部件表面光泽度低、致密度差的缺陷，通常需要进行抛光等后处理工序。喷砂技术采用高压压缩空气作为动力，以形成高度喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂)高速喷射到工件表面，由于磨料对工作表面的冲击和切削作用，使工件表面获得一定的清洁度和粗糙度。

但是，由于3D打印金属零部件与整体成型的技术体宏微观结构均具有明显的区别，普通的喷砂技术并不适用于3D打印所获得的金属零部件。另外，普通喷砂技术粉尘中，影响操作人员身体健康，而且常规喷砂技术很难均匀的切削工件表面，往往存在局部喷砂过大，局部又没有喷到的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种喷砂处理3D打印金属零部件的新方法：

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种喷砂处理3D打印金属零部件的方法，该方法使用专用设备对3D打印金属零部件进行喷砂处理，该设备包括可绕轴旋转的工件夹持系统和喷砂系统，所述喷砂夹持系统包括彼此相对的夹持部件I和夹持部件II，所述夹持部件I和夹持部件II之间的距离d1可调，所述喷砂系统与工件夹持系统之间的角度θ可调，所述喷砂系统与工件夹持系统之间的距离d2可调；喷砂处理时首先调整d1、d2及θ值并将待处理工件安装在工件夹持系统上，然后启动喷砂系统并使工件夹持系统以一定的速度带动工件旋转，此时砂体从喷砂系统喷出并喷射到工件表面，对工件的喷砂处理。

作为本发明喷砂处理3D打印金属零部件方法的优选，喷砂处理过程中喷砂系统与工件夹持系统之间的角度θ控制为30°～45°或者135°～150°。

作为本发明喷砂处理3D打印金属零部件方法的优选，喷砂处理过程中所喷砂体为刚玉粉和水的混合液体，所述混合液体中水的电阻值≥10MΩ·cm，所述混合液体中沙粒的质量浓度为15％～40％。

作为本发明喷砂处理3D打印金属零部件方法的优选，所述混合液体中刚玉粉平均粒度为12～17微米，粒度范围为10～20微米，其形状呈不规则多角形。

作为本发明喷砂处理3D打印金属零部件方法的优选，喷砂过程中工件夹持系统旋转速度ω为30～600r/min，砂体速度为10～50m/s，喷砂时间为2～5min。

作为本发明喷砂处理3D打印金属零部件方法的优选，所述待待处理工件材质为不锈钢、钛合金、钴钼合金或钨合金。

本发明的有益效果在于：

本发明使用专用设备喷砂处理3D打印金属零部件，其喷头可以相对于3D打印件在较大的角度范围和距离范围内变动，确保3D打印件各个部位可以均匀的得到喷砂处理，避免过喷砂或欠喷砂；本发明喷砂处理3D打印金属零部件的方法进一步优选了喷砂材质和喷砂工艺，大幅减少因喷砂而引气的表面缺陷，并提高零部件表面强度，使得零部件表面残余适当的压应力，从而提高零部件的使用寿命。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明3D打印金属零部件喷砂处理所用设备的结构示意图；

图2为本发明所用沙粒的微观形貌图；

图3为本发明实施例1喷砂处理前后3D打印零部件的形貌图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

以下实施例喷砂处理所用设备结构如图1所示，包括可绕轴旋转的工件夹持系统1和喷砂系统2，所述喷砂夹持系统1包括彼此相对的夹持部件I11和夹持部件II12，所述夹持部件I11和夹持部件II12之间的距离d1可调，所述喷砂系统2与工件夹持系统1之间的角度θ可调，所述喷砂系统2与工件夹持系统1之间的距离d2可调。

实施例1：

本实施例喷砂处理3D打印金属零部件的方法，包括以下步骤：

首先调整d1、d2及θ值并将待处理工件安装在工件夹持系统1上，然后启动喷砂系统2并使工件夹持系统1以一定的速度带动工件旋转，此时砂体3从喷砂系统2喷出并喷射到工件表面，对工件的喷砂处理。

本实施例中：