[发明专利]平整塑料制品表面

说明书

在用于平整制品(4)表面的方法中，制品(4)至少部分地由塑料形成，制品(4)特别是机动车辆的部件，方法至少执行以下步骤：a)将制品(4)放置在真空密闭腔室(1)中，b)将腔室(1)中的压力减小为不超过50KPa、特别是不超过34KPa的部分真空，c)将丙酮加入腔室(1)中，这导致至少一些丙酮汽化；蒸汽凝结在制品(4)表面上，d)使凝结的蒸汽对制品(4)作用至少1分钟，e)打开腔室(1)，使得腔室(1)内至少达到环境压力，f)从腔室(1)中取出制品(4)。

技术领域

本发明涉及一种用于平整通过例如增材制造工艺生产的制品、特别是用于机动车辆的制品的聚合物表面的方法，一种适用该方法的装置和一种根据该方法处理的制品。平整表面将原本过大的表面粗糙度降低到与通过注塑成型生产的制品类似的值。

背景技术

例如，机动车辆经常不再那么容易在市场上找到需要的配件。老爷车的配件就是典型的例子。早期生产的制品的注塑模具经常已经不存在。但是，制品的形状一般是已知的；特别是如果持有旧的、可能也不再可用的制品，则可以通过扫描或其他方法来确定制品的形状。一旦形状已知，就可以通过三维打印方法来生产制品。这些通常是逐层打印的。结果这种打印的制品表面太粗糙了；它的表面质量很差。尤其是不光滑。

术语“具有聚合物表面的制品”在这里意味着制品至少部分地由塑料构成，或者更确切地说，至少一部分表面由塑料构成。表现出过度粗糙的部分需要减少。该制品可以具有例如在其上施加塑料材料的金属芯。

DE 11 2014 002 879 T5公开了一种方法，其中首先通过将制品浸入液体溶剂(例如丙酮)中来将液体溶剂施加到表面上；这可以在室温下完成。通过抽吸提取(即通过施加真空)再除去溶剂。抽吸提取优选地在真空烘箱中以较高温度进行。用于此的真空范围为100到250Torr(托)。250Torr大致对应于正常大气压的1/3或大约33KPa。还描述了施加凝胶层。允许凝胶层凝固以平整至少一部分表面同时降低粗糙度。

US 2014/0264294 A1公开了通过3D方法生产的制品的表面处理。

丙酮C₃H₆O是丙酮或二甲基酮(最简单的酮)的通用名称。丙酮是无色液体，并且除其它外还用作非质子传递溶剂。丙酮以良好的溶剂著称。其特征性的结构特征是与两个甲基结合的羰基。沸点为56℃，20℃时的蒸汽压为233hPa。在较高浓度下，丙酮与空气形成爆炸性混合物。在正常气压下物质的燃点约为56℃。

JP 000H05239240 A1教导了一种表面处理方法。CN103192524A公开了一种使用水浴系统的方法和装置。

3D打印塑料制品(即本文主要涉及的制品)也可以通过例如喷砂或研磨来平整。但无论如何这些不能将收缩、咬边和其他问题点处理成为达到足够的质量标准。在处理过程中可能会丢失对制品重要的小细节。结果取决于进行处理的人员的技能。处理通常只能手动进行，而且这种处理费用昂贵。在处理过程中局部去除的材料往往过多或过少，使得整体质量不能令人满意。

除了沙子之外，还可以使用其他喷砂磨料，例如二氧化碳冰颗粒或其他颗粒(例如玻璃珠)。这里出现如上所述类似于喷砂的问题。

一种常用的方法是通过用丙酮处理来平整表面。这里区分为冷方法和热方法。已知丙酮溶解或至少部分地溶解大量塑料，例如ABS。在冷方法中，将打印的部件放入底部覆盖有少量的丙酮的容器中。容器闭合。丙酮逐渐进入气态并溶解掉印制品的表面约2μm。这种借助丙酮蒸汽的去除通常需要3小时。需要非常小心地注意才不会发生爆炸。

与冷方法相比，热方法承担的爆炸风险更大。在热方法中，传输热量由此主动地使丙酮变成气态。使用60℃和更高的温度。这个过程因此运行得相对较快，但是由于爆炸风险提高必须谨慎使用。

发明内容