一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置及方法，其技术方案为：包括至少一个管通道，管通道通过夹持装置安装于固定装置上方，且夹持装置能够相对固定装置旋转；管通道内侧设有用于固定多孔结构的柔性固定件。本发明专利技术采用定向流动酸蚀方法对多孔结构进行后处理，能够在保留多孔结构原有力学性能的同时，均匀去除多孔结构的表面残粉。均匀去除多孔结构的表面残粉。均匀去除多孔结构的表面残粉。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置及方法


[0001]本专利技术涉及3D打印结构后处理领域，尤其涉及一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置及方法。

技术介绍

[0002]3D打印技术是通过将三维实体切分为二维片层，然后通过层层堆叠的方式获得最终结构的制造方法，其具有个性化定制、快速成型、复杂形状加工等优势。目前市场常用的打印材料主要有无机非金属材料、高分子材料及金属材料，尤其是金属材料的3D打印，因为其能够提供良好的力学性能，由于目前已经在航空航天、医疗等领域取得了一定的应用，并且未来具有广泛的应用前景。
[0003]例如钛合金，其具有良好的机械性能，耐腐蚀性及生物相容性，目前已经广泛应用于航天，生物医疗领域。钛合金3D打印技术能够实现复杂多孔结构的加工，在航天领域可实现结构轻量化制造，复杂结构的一体化成型，并且可以提供更好的散热效果；在生物医疗领域，3D打印钛合金可以制造人工假体，所制造假体具有刚度低、个性化、连通性好等优势。
[0004]目前，多孔钛合金的3D打印方法主要有选择性激光熔覆(Selective laser melting，SLM)及电子束熔融沉积(Electronic Beam Melting，EBM)，其主要是通过高能激光束或电子束逐层融化金属粉末构建三维结构的增材制造技术，这两种技术均能够构建高力学强度的多孔钛合金结构，但同时，这两种技术加工的多孔结构表面存在大量未融化的残粉及部分融化粘连于表面的钛粉颗粒，残粉及部分粘连的钛粉在钛合金结构长期服役过程中极易发生脱落，在航天及医疗领域都容易导致严重事故，在3D打印多孔假体临床应用方面，脱落的钛粉颗粒导致炎症等并发症，从而致使手术失败。大孔隙简单结构钛合金可以通过传统的喷砂、酸蚀等去除表面钛粉颗粒，但是部分小孔隙、复杂多孔钛合金结构，传统的超声清洗、喷砂等很难实现多孔结构内部的残粉及粘连钛粉的清理，普通酸蚀难于实现多孔结构内外均匀的酸蚀操作，极易发生外部酸蚀过度，而内部酸蚀过轻的现象，影响整体结构的力学性能。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置及方法，采用定向流动酸蚀方法对多孔结构进行后处理，能够在保留多孔结构原有力学性能的同时，均匀去除多孔结构的表面残粉。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]第一方面，本专利技术的实施例提供了一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置，包括至少一个管通道，管通道通过夹持装置安装于固定装置上方，且夹持装置能够相对固定装置旋转；管通道内侧设有用于固定多孔结构的柔性固定件。
[0008]作为进一步的实现方式，所述管通道为一个时，柔性固定件固定于管通道内部；管通道为多个时，相邻管通道之间连接柔性固定件。
[0009]作为进一步的实现方式，所述柔性固定件的中心开设有通孔，柔性固定件的外侧与管通道内壁贴合。
[0010]作为进一步的实现方式，包括相对设置的第一管通道、第二管通道，第一管通道与第一柔性固定件相连，第二管通道与第二柔性固定件相连；第一柔性固定件与第二柔性固定件之间间隔设定距离以用于安装局部多孔结构；所述第一管通道和第二管通道通过夹持装置安装于固定装置上方。
[0011]作为进一步的实现方式，所述第一柔性固定件、第二柔性固定件的中心分别开设通孔，第一柔性固定件外侧与第一管通道内壁贴合，第二柔性固定件外侧与第二管通道内壁贴合。
[0012]作为进一步的实现方式，所述固定装置包括固定台和与固定台垂直固定的支撑杆，固定台上用于放置容器。
[0013]作为进一步的实现方式，所述夹持装置包括连接杆组、夹持件，连接杆组一端与支撑杆连接，另一端连接夹持件。
[0014]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种3D打印多孔结构残余粉料后处理方法，采用所述的后处理装置，包括：
[0015]制备酸蚀溶液，并制作柔性固定件；
[0016]将多孔结构放置于柔性固定件中，并将柔性固定件与管通道固定，利用夹持装置将管通道固定；在固定装置上放置容器；
[0017]将酸溶液加入到管通道中酸蚀设定时间；
[0018]对多孔结构进行超声清洗。
[0019]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种3D打印多孔结构残余粉料后处理方法，采用所述的后处理装置，包括：
[0020]制备酸蚀溶液，并制作第一柔性固定件、第二柔性固定件；
[0021]将局部多孔结构放置于第一柔性固定件、第二柔性固定件之间，连接第一柔性固定件与第一管通道、第二柔性固定件与第二管通道；
[0022]利用夹持装置将第一管通道、第二管通道固定，在固定装置上放置容器；
[0023]将酸溶液从第一管通道上方加入，酸蚀设定时间；
[0024]对局部多孔结构进行超声清洗。
[0025]作为进一步的实现方式，酸蚀设定时间后，可将夹持装置翻转180
°
,继续酸蚀设定时间。
[0026]上述本专利技术的实施例的有益效果如下：
[0027](1)本专利技术的一个或多个实施方式通过管通道实现定向流动酸蚀，能够在保证3D打印多孔结构原有力学性能的同时，均匀去除多孔结构内外的残余粉料，避免多孔结构后期使用时粉料脱落的危险；
[0028](2)本专利技术的一个或多个实施方式装置结构简单，成本低，易于安装，可以根据不同的多孔结构、局部多孔结构外形定制，以实现不同多孔结构的后处理。
附图说明
[0029]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示
意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0030]图1是本专利技术实施例一的结构示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例一的柔性固定件安装示意图；
[0032]图3是本专利技术实施例二的结构示意图；
[0033]图4(a)是沙漏型的管通道结构示意图；
[0034]图4(b)是四通结构示意图；
[0035]图5是本专利技术一个或多个实施例的柔性固定件模具结构示意图；
[0036]图6(a)是本专利技术一个或多个实施例的上模具结构示意图；
[0037]图6(b)是本专利技术一个或多个实施例的下模具结构示意图；
[0038]图7是本专利技术一个或多个实施例的多孔结构试件示意图；
[0039]图8是本专利技术实施例四的结构示意图；
[0040]图9(a)是本专利技术实施例四的第一柔性固定件结构示意图；
[0041]图9(b)是本专利技术实施例四的第二柔性固定件结构示意图；
[0042]图10是本专利技术一个或多个实施例的局部多孔结构试件示意图；
[0043]图11是3D打印多孔钛合金试件及经过后处理方法处理后的SEM图片；
[0044]其中，1、固定台，2、夹持件，3、管通道，4、容器，5、柔性固定件，6、多孔结构，7、上模具，8、下模具，9、第一管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置，其特征在于，包括至少一个管通道，管通道通过夹持装置安装于固定装置上方，且夹持装置能够相对固定装置旋转；管通道内侧设有用于固定多孔结构的柔性固定件。2.根据权利要求1所述的一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置，其特征在于，所述管通道为一个时，柔性固定件固定于管通道内部；管通道为多个时，相邻管通道之间连接柔性固定件。3.根据权利要求1或2所述的一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置，其特征在于，所述柔性固定件的中心开设有通孔，柔性固定件的外侧与管通道内壁贴合。4.一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置，其特征在于，包括相对设置的第一管通道、第二管通道，第一管通道与第一柔性固定件相连，第二管通道与第二柔性固定件相连；第一柔性固定件与第二柔性固定件之间间隔设定距离以用于安装局部多孔结构；所述第一管通道和第二管通道通过夹持装置安装于固定装置上方。5.根据权利要求4所述的一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置，其特征在于，所述第一柔性固定件、第二柔性固定件的中心分别开设通孔，第一柔性固定件外侧与第一管通道内壁贴合，第二柔性固定件外侧与第二管通道内壁贴合。6.根据权利要求1或4所述的一种3D打印多孔结构残余粉料后处理装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏卫，万熠，于明志，张晓，林贵梅，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：