一种金属3D打印零件弯管内表面的研磨抛光系统及方法与流程

本发明属于金属3D打印技术领域，具体涉及一种金属3D打印零件弯管内表面的研磨抛光系统及方法。

背景技术：

金属3D打印技术是基于增材制造原理，利用高能束激光熔化金属粉末，层层堆积，可直接成形任意复杂形状的高性能、高精度金属制件，尤其适合小批量、个性化零件的制造。用金属3D打印制造高度复杂形状的零件，不仅简化了加工工艺，提高效率，而且机械性能好，基于SLS、SLM等的金属3D打印技术被广泛应用于航空、模具、汽车、生物医疗等各个行业。

但由于金属3D打印存在氧化和粘粉现象，金属3D打印制造的各种不规则医疗器械的内孔、各类机械不规则零件的内腔、金属模具的随形冷却水道等零件弯道内会残留金属粉末，且管道内表面较为粗糙，不能满足零件的使用要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种金属3D打印零件弯管内表面的研磨抛光系统及方法，设计合理，结构简单，抛光液循环利用，高效环保，使用方便，可实现金属3D打印零件弯管内表面高效率、高质量的研磨抛光。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种金属3D打印零件弯管内表面的研磨抛光系统，包括：

蓄液池，大小为75～85mm×75～85mm×55～65mm，其上设有出液口和回液口，出液口低于回液口；蓄液池内盛装有抛光液，抛光液的液面高度介于出液口和回液口之间，抛光液按质量份数计，包括1～5份磨粒粒度为W10～W50的磨料、3～7份分散剂和88～98份液体介质；出液口与金属3D打印零件的弯管入口通过管道连通且该段管道上设有输出压力0.1～1.5MPa的高压泵，回液口与金属3D打印零件的弯管出口通过管道连通，形成抛光液的循环流动通道，且金属3D打印零件的弯管入口与管道之间、金属3D打印零件的弯管出口与管道之间均通过螺纹连接；

搅拌装置，包括放射状排布的若干搅拌叶片，每个搅拌叶片的长度为15～25cm，该若干搅拌叶片均没入抛光液液面之下，搅拌转速为50～150rpm；

控制装置，与搅拌装置和高压泵相连。

一实施例中：所述搅拌装置还包括驱动件和连接轴，驱动件传动连接连接轴，所述若干搅拌叶片的各一端固接在连接轴。

一实施例中：所述管道的直径为15～25mm。

一实施例中：所述金属3D打印零件弯管的直径为8～15mm。

一实施例中：所述磨料为金刚石或B₄C。

一实施例中：所述高压泵的功率为100～120W。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：

一种应用上述金属3D打印零件弯管内表面的研磨抛光系统的研磨抛光方法，包括：开启搅拌装置将抛光液搅拌均匀；启动高压泵，高压泵带动蓄液池内抛光液沿管道冲射入金属3D打印零件弯管内，清除弯管内残留的粉末并对弯管内表面进行研磨抛光后，回流入蓄液池。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

本发明的金属3D打印零件弯管内表面的研磨抛光系统，设计合理，结构简单，抛光液循环利用，高效环保，使用方便，通过高压水泵加速抛光液冲射入金属3D打印零件的弯管，抛光液可清除零件弯管内残留的金属粉末并研磨抛光弯管内壁，达到高效率、高质量的抛光效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的金属3D打印零件弯管内表面的研磨抛光系统示意图。

图2为本发明的金属3D打印零件的弯管入口及弯管出口与管道通过螺纹连接的示意图。

附图标记：蓄液池1，搅拌装置2，抛光液3，控制装置4，高压泵5，管道6，金属3D打印零件的弯管入口7，金属3D打印零件8，金属3D打印零件的弯管9，金属3D打印零件的弯管出口10。

具体实施方式

下面通过实施例具体说明本发明的内容：

请查阅图1和图2，一种金属3D打印零件弯管内表面的研磨抛光系统，包括：

蓄液池1，大小为长80mm×宽80mm×深60mm，其侧壁设有出液口和回液口，出液口低于回液口；蓄液池1内盛装有抛光液3，抛光液3的液面高度介于出液口和回液口之间；出液口与金属3D打印零件8的弯管入口7通过管道6连通，回液口与金属3D打印零件8的弯管出口10通过管道6连通，形成抛光液3的循环流动通道，且金属3D打印零件的弯管入口7及弯管出口10与管道6均通过螺纹连接，如图2所示，这种连接方式可以实现紧密连接，高效方便，并能防止抛光液3的泄露。

所述抛光液3按质量份数计，包括2～4％磨料、4～6％分散剂例如脂肪酸和90～95％液体介质例如高纯水；所述磨料为金刚石或B₄C，磨粒粒度为W20～W40，优选包括2％的磨粒粒度W40的金刚石磨料、4％分散剂和94％液体介质，这种配方的抛光液性能稳定，成本较低，制备过程简单易操作，具有磨削和抛光作用。

蓄液池1内设有搅拌装置2，包括电机、连接轴和3片搅拌叶片，电机传动连接连接轴，3片搅拌叶片的各一端固接在连接轴并呈放射状排布，每个搅拌叶片均由不锈钢制成，长度为20cm，可以保证一定的强度，该3片搅拌叶片均没入抛光液3液面之下，通过电机带动旋转搅拌，转速范围为60～130rpm。

蓄液池1出液口与金属3D打印零件8的弯管入口7之间的管道6上设有功率为110W、输出压力0.15～1MPa的高压泵5。此外，还设有控制装置4，控制装置4与搅拌装置2和高压泵5相连，可以对搅拌装置2的开闭和转速，以及高压泵5的开闭和输出压力进行控制和调节。

使用时，开启搅拌装置2，电机带动搅拌叶片以优选60rpm的转速将蓄液池1内抛光液3搅拌均匀；启动高压泵5，高压泵5以优选0.5MPa的输出压力带动蓄液池1内抛光液3加速沿管道6冲射入金属3D打印零件弯管9内，清除弯管9内残留的粉末并对弯管9内表面进行研磨抛光后，抛光液3回流入蓄液池1，形成抛光液3的循环利用系统，节约成本，绿色环保。

所述金属3D打印零件8可由不锈钢、镍基合金等金属材料基于SLS、SLM等不同3D打印技术成型而成，其内的弯管9的结构和直径大小可以根据零件的具体情况而定。总的来说，管道6的直径大于零件内弯管9的直径时的效果更好，这样，抛光液3从管道6进入零件内弯管9时，由于孔径变窄，抛光液压迅速增大，能够对弯管9内表面产生更好的清洗和研磨抛光效果。但若弯管9直径过小，不利于清洗且易于堵塞。优选地，在管道6的直径为20mm的情况下，金属3D打印零件弯管9的直径以10mm为佳。

本实施例之中，选用抛光液3包括2～4％磨料、4～6％分散剂和90～95％液体介质，这种密度和性质的抛光液置于大小为长80mm×宽80mm×深60mm的蓄液池1中，在长度为20cm的搅拌叶片以60～130rpm的转速搅拌的情况下，能够保证整个蓄液池1中的抛光液3得到均匀的搅拌且磨粒在整个蓄液池1的抛光液3中均匀分布；再配合输出压力0.15～1MPa的高压泵5，保证分布均匀的抛光液3能够以足够的速度进入管道6并冲射入零件弯管9中，实现对弯管9内表面的快速、有效、精细的清洗和研磨抛光。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。