一種金屬3D打印零件彎管內表面的研磨拋光系統及方法與流程

本發明屬于金屬3D打印技術領域，具體涉及一種金屬3D打印零件彎管內表面的研磨拋光系統及方法。

背景技術：

金屬3D打印技術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，可直接成形任意復雜形狀的高性能、高精度金屬制件，尤其適合小批量、個性化零件的制造。用金屬3D打印制造高度復雜形狀的零件，不僅簡化了加工工藝，提高效率，而且機械性能好，基于SLS、SLM等的金屬3D打印技術被廣泛應用于航空、模具、汽車、生物醫療等各個行業。

但由于金屬3D打印存在氧化和粘粉現象，金屬3D打印制造的各種不規則醫療器械的內孔、各類機械不規則零件的內腔、金屬模具的隨形冷卻水道等零件彎道內會殘留金屬粉末，且管道內表面較為粗糙，不能滿足零件的使用要求。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了一種金屬3D打印零件彎管內表面的研磨拋光系統及方法，設計合理，結構簡單，拋光液循環利用，高效環保，使用方便，可實現金屬3D打印零件彎管內表面高效率、高質量的研磨拋光。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案之一是：

一種金屬3D打印零件彎管內表面的研磨拋光系統，包括：

蓄液池，大小為75～85mm×75～85mm×55～65mm，其上設有出液口和回液口，出液口低于回液口；蓄液池內盛裝有拋光液，拋光液的液面高度介于出液口和回液口之間，拋光液按質量份數計，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；出液口與金屬3D打印零件的彎管入口通過管道連通且該段管道上設有輸出壓力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管道連通，形成拋光液的循環流動通道，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螺紋連接；

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

控制裝置，與攪拌裝置和高壓泵相連。

一實施例中：所述攪拌裝置還包括驅動件和連接軸，驅動件傳動連接連接軸，所述若干攪拌葉片的各一端固接在連接軸。

一實施例中：所述管道的直徑為15～25mm。

一實施例中：所述金屬3D打印零件彎管的直徑為8～15mm。

一實施例中：所述磨料為金剛石或B₄C。

一實施例中：所述高壓泵的功率為100～120W。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案之二是：

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

本技術方案與背景技術相比，它具有如下優點：

本發明的金屬3D打印零件彎管內表面的研磨拋光系統，設計合理，結構簡單，拋光液循環利用，高效環保，使用方便，通過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殘留的金屬粉末并研磨拋光彎管內壁，達到高效率、高質量的拋光效果。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1為本發明的金屬3D打印零件彎管內表面的研磨拋光系統示意圖。

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

附圖標記：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。

具體實施方式

下面通過實施例具體說明本發明的內容：

請查閱圖1和圖2，一種金屬3D打印零件彎管內表面的研磨拋光系統，包括：

蓄液池1，大小為長80mm×寬80mm×深60mm，其側壁設有出液口和回液口，出液口低于回液口；蓄液池1內盛裝有拋光液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通過管道6連通，形成拋光液3的循環流動通道，且金屬3D打印零件的彎管入口7及彎管出口10與管道6均通過螺紋連接，如圖2所示，這種連接方式可以實現緊密連接，高效方便，并能防止拋光液3的泄露。

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

蓄液池1內設有攪拌裝置2，包括電機、連接軸和3片攪拌葉片，電機傳動連接連接軸，3片攪拌葉片的各一端固接在連接軸并呈放射狀排布，每個攪拌葉片均由不銹鋼制成，長度為20cm，可以保證一定的強度，該3片攪拌葉片均沒入拋光液3液面之下，通過電機帶動旋轉攪拌，轉速范圍為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上設有功率為110W、輸出壓力0.15～1MPa的高壓泵5。此外，還設有控制裝置4，控制裝置4與攪拌裝置2和高壓泵5相連，可以對攪拌裝置2的開閉和轉速，以及高壓泵5的開閉和輸出壓力進行控制和調節。

使用時，開啟攪拌裝置2，電機帶動攪拌葉片以優選60rpm的轉速將蓄液池1內拋光液3攪拌均勻；啟動高壓泵5，高壓泵5以優選0.5MPa的輸出壓力帶動蓄液池1內拋光液3加速沿管道6沖射入金屬3D打印零件彎管9內，清除彎管9內殘留的粉末并對彎管9內表面進行研磨拋光后，拋光液3回流入蓄液池1，形成拋光液3的循環利用系統，節約成本，綠色環保。

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打印技術成型而成，其內的彎管9的結構和直徑大小可以根據零件的具體情況而定。總的來說，管道6的直徑大于零件內彎管9的直徑時的效果更好，這樣，拋光液3從管道6進入零件內彎管9時，由于孔徑變窄，拋光液壓迅速增大，能夠對彎管9內表面產生更好的清洗和研磨拋光效果。但若彎管9直徑過小，不利于清洗且易于堵塞。優選地，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，這種密度和性質的拋光液置于大小為長80mm×寬80mm×深60mm的蓄液池1中，在長度為20cm的攪拌葉片以60～130rpm的轉速攪拌的情況下，能夠保證整個蓄液池1中的拋光液3得到均勻的攪拌且磨粒在整個蓄液池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入管道6并沖射入零件彎管9中，實現對彎管9內表面的快速、有效、精細的清洗和研磨拋光。

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