本發(fā)明屬于金屬3D打印技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬3D打印零件彎管內(nèi)表面的研磨拋光系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

金屬3D打印技術(shù)是基于增材制造原理，利用高能束激光熔化金屬粉末，層層堆積，可直接成形任意復(fù)雜形狀的高性能、高精度金屬制件，尤其適合小批量、個(gè)性化零件的制造。用金屬3D打印制造高度復(fù)雜形狀的零件，不僅簡(jiǎn)化了加工工藝，提高效率，而且機(jī)械性能好，基于SLS、SLM等的金屬3D打印技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航空、模具、汽車、生物醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)。

但由于金屬3D打印存在氧化和粘粉現(xiàn)象，金屬3D打印制造的各種不規(guī)則醫(yī)療器械的內(nèi)孔、各類機(jī)械不規(guī)則零件的內(nèi)腔、金屬模具的隨形冷卻水道等零件彎道內(nèi)會(huì)殘留金屬粉末，且管道內(nèi)表面較為粗糙，不能滿足零件的使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種金屬3D打印零件彎管內(nèi)表面的研磨拋光系統(tǒng)及方法，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拋光液循環(huán)利用，高效環(huán)保，使用方便，可實(shí)現(xiàn)金屬3D打印零件彎管內(nèi)表面高效率、高質(zhì)量的研磨拋光。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之一是：

一種金屬3D打印零件彎管內(nèi)表面的研磨拋光系統(tǒng)，包括：

蓄液池，大小為75～85mm×75～85mm×55～65mm，其上設(shè)有出液口和回液口，出液口低于回液口；蓄液池內(nèi)盛裝有拋光液，拋光液的液面高度介于出液口和回液口之間，拋光液按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括1～5份磨粒粒度為W10～W50的磨料、3～7份分散劑和88～98份液體介質(zhì)；出液口與金屬3D打印零件的彎管入口通過(guò)管道連通且該段管道上設(shè)有輸出壓力0.1～1.5MPa的高壓泵，回液口與金屬3D打印零件的彎管出口通過(guò)管道連通，形成拋光液的循環(huán)流動(dòng)通道，且金屬3D打印零件的彎管入口與管道之間、金屬3D打印零件的彎管出口與管道之間均通過(guò)螺紋連接；

攪拌裝置，包括放射狀排布的若干攪拌葉片，每個(gè)攪拌葉片的長(zhǎng)度為15～25cm，該若干攪拌葉片均沒入拋光液液面之下，攪拌轉(zhuǎn)速為50～150rpm；

控制裝置，與攪拌裝置和高壓泵相連。

一實(shí)施例中：所述攪拌裝置還包括驅(qū)動(dòng)件和連接軸，驅(qū)動(dòng)件傳動(dòng)連接連接軸，所述若干攪拌葉片的各一端固接在連接軸。

一實(shí)施例中：所述管道的直徑為15～25mm。

一實(shí)施例中：所述金屬3D打印零件彎管的直徑為8～15mm。

一實(shí)施例中：所述磨料為金剛石或B₄C。

一實(shí)施例中：所述高壓泵的功率為100～120W。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之二是：

一種應(yīng)用上述金屬3D打印零件彎管內(nèi)表面的研磨拋光系統(tǒng)的研磨拋光方法，包括：開啟攪拌裝置將拋光液攪拌均勻；啟動(dòng)高壓泵，高壓泵帶動(dòng)蓄液池內(nèi)拋光液沿管道沖射入金屬3D打印零件彎管內(nèi)，清除彎管內(nèi)殘留的粉末并對(duì)彎管內(nèi)表面進(jìn)行研磨拋光后，回流入蓄液池。

本技術(shù)方案與背景技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的金屬3D打印零件彎管內(nèi)表面的研磨拋光系統(tǒng)，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拋光液循環(huán)利用，高效環(huán)保，使用方便，通過(guò)高壓水泵加速拋光液沖射入金屬3D打印零件的彎管，拋光液可清除零件彎管內(nèi)殘留的金屬粉末并研磨拋光彎管內(nèi)壁，達(dá)到高效率、高質(zhì)量的拋光效果。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明的金屬3D打印零件彎管內(nèi)表面的研磨拋光系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明的金屬3D打印零件的彎管入口及彎管出口與管道通過(guò)螺紋連接的示意圖。

附圖標(biāo)記：蓄液池1，攪拌裝置2，拋光液3，控制裝置4，高壓泵5，管道6，金屬3D打印零件的彎管入口7，金屬3D打印零件8，金屬3D打印零件的彎管9，金屬3D打印零件的彎管出口10。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容：

請(qǐng)查閱圖1和圖2，一種金屬3D打印零件彎管內(nèi)表面的研磨拋光系統(tǒng)，包括：

蓄液池1，大小為長(zhǎng)80mm×寬80mm×深60mm，其側(cè)壁設(shè)有出液口和回液口，出液口低于回液口；蓄液池1內(nèi)盛裝有拋光液3，拋光液3的液面高度介于出液口和回液口之間；出液口與金屬3D打印零件8的彎管入口7通過(guò)管道6連通，回液口與金屬3D打印零件8的彎管出口10通過(guò)管道6連通，形成拋光液3的循環(huán)流動(dòng)通道，且金屬3D打印零件的彎管入口7及彎管出口10與管道6均通過(guò)螺紋連接，如圖2所示，這種連接方式可以實(shí)現(xiàn)緊密連接，高效方便，并能防止拋光液3的泄露。

所述拋光液3按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括2～4％磨料、4～6％分散劑例如脂肪酸和90～95％液體介質(zhì)例如高純水；所述磨料為金剛石或B₄C，磨粒粒度為W20～W40，優(yōu)選包括2％的磨粒粒度W40的金剛石磨料、4％分散劑和94％液體介質(zhì)，這種配方的拋光液性能穩(wěn)定，成本較低，制備過(guò)程簡(jiǎn)單易操作，具有磨削和拋光作用。

蓄液池1內(nèi)設(shè)有攪拌裝置2，包括電機(jī)、連接軸和3片攪拌葉片，電機(jī)傳動(dòng)連接連接軸，3片攪拌葉片的各一端固接在連接軸并呈放射狀排布，每個(gè)攪拌葉片均由不銹鋼制成，長(zhǎng)度為20cm，可以保證一定的強(qiáng)度，該3片攪拌葉片均沒入拋光液3液面之下，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)攪拌，轉(zhuǎn)速范圍為60～130rpm。

蓄液池1出液口與金屬3D打印零件8的彎管入口7之間的管道6上設(shè)有功率為110W、輸出壓力0.15～1MPa的高壓泵5。此外，還設(shè)有控制裝置4，控制裝置4與攪拌裝置2和高壓泵5相連，可以對(duì)攪拌裝置2的開閉和轉(zhuǎn)速，以及高壓泵5的開閉和輸出壓力進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

使用時(shí)，開啟攪拌裝置2，電機(jī)帶動(dòng)攪拌葉片以優(yōu)選60rpm的轉(zhuǎn)速將蓄液池1內(nèi)拋光液3攪拌均勻；啟動(dòng)高壓泵5，高壓泵5以優(yōu)選0.5MPa的輸出壓力帶動(dòng)蓄液池1內(nèi)拋光液3加速沿管道6沖射入金屬3D打印零件彎管9內(nèi)，清除彎管9內(nèi)殘留的粉末并對(duì)彎管9內(nèi)表面進(jìn)行研磨拋光后，拋光液3回流入蓄液池1，形成拋光液3的循環(huán)利用系統(tǒng)，節(jié)約成本，綠色環(huán)保。

所述金屬3D打印零件8可由不銹鋼、鎳基合金等金屬材料基于SLS、SLM等不同3D打印技術(shù)成型而成，其內(nèi)的彎管9的結(jié)構(gòu)和直徑大小可以根據(jù)零件的具體情況而定。總的來(lái)說(shuō)，管道6的直徑大于零件內(nèi)彎管9的直徑時(shí)的效果更好，這樣，拋光液3從管道6進(jìn)入零件內(nèi)彎管9時(shí)，由于孔徑變窄，拋光液壓迅速增大，能夠?qū)澒?內(nèi)表面產(chǎn)生更好的清洗和研磨拋光效果。但若彎管9直徑過(guò)小，不利于清洗且易于堵塞。優(yōu)選地，在管道6的直徑為20mm的情況下，金屬3D打印零件彎管9的直徑以10mm為佳。

本實(shí)施例之中，選用拋光液3包括2～4％磨料、4～6％分散劑和90～95％液體介質(zhì)，這種密度和性質(zhì)的拋光液置于大小為長(zhǎng)80mm×寬80mm×深60mm的蓄液池1中，在長(zhǎng)度為20cm的攪拌葉片以60～130rpm的轉(zhuǎn)速攪拌的情況下，能夠保證整個(gè)蓄液池1中的拋光液3得到均勻的攪拌且磨粒在整個(gè)蓄液池1的拋光液3中均勻分布；再配合輸出壓力0.15～1MPa的高壓泵5，保證分布均勻的拋光液3能夠以足夠的速度進(jìn)入管道6并沖射入零件彎管9中，實(shí)現(xiàn)對(duì)彎管9內(nèi)表面的快速、有效、精細(xì)的清洗和研磨拋光。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。