本发明涉及进气歧管3D打印领域，特别是涉及一种3D打印质子交换膜燃料电池电堆进气歧管的后处理方法。
背景技术：
质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆进气歧管(maniford)是一种连接储氢罐及冷却水箱及空压机之后到金属双极板之前的进气、进水管路。它的功用是将压缩空气和压缩氢气分配到金属双极板的入口使其发生反应并输送冷却液降低电堆所产生的热量，使电堆稳定在一定的工作温度下。
目前，塑料进气歧管最主要的优点是成本较低，质量较轻。此外，由于聚酰胺(PA)的导热性比铝低，进入的空气温度较低。不仅可以改善热启动性能，提高电堆的功率，同时冷启动时可以一定程度避免管内热量散失，加快提高气体温度，而且塑料进气歧管内壁光滑，可减小空气流动阻力。由此我们选择PA66(尼龙)加矿纤的材料制造电堆进气歧管。
而选择性激光烧结(selective laser sintering，SLS)是一种3D打印(也称为增材制造、快速成形)技术，SLS技术基于离散堆积制造原理，将零件三维实体模型文件沿Z向分层切片，并生成STL文件，文件中保存着零件实体的截面信息。然后利用激光的热作用，根据零件的切片信息，将固体粉末材料层层粘结堆积，最终成形出零件原型或功能零件。
因此，可以选用SLS技术3D打印生产进气歧管，但由于SLS过程是在无外界驱动力的条件下完成的,所以高分子SLS成形件中或多或少会存在一定数量的孔隙，这些孔隙会使3D打印出的进气歧管出现不保压的情况，即在通气的情况下(0.5MP)，气体直接从零件表面渗出，不能达到进气歧管的功效。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种3D打印质子交换膜燃料电池电堆进气歧管的后处理方法。
为了实现以上目的，本发明提供的一种3D打印质子交换膜燃料电池电堆进气歧管的后处理方法，包括以下步骤：
1)称量3D打印出的进气歧管原型件的重量；
2)根据所述进气歧管原型件的重量分别称取环氧树脂、环氧树脂稀释剂和环氧树脂固化剂，所述进气歧管原型件与所述环氧树脂的重量比为(2～2.5)：1，所述环氧树脂固化剂与所述环氧树脂的重量比为(0.2～0.3)：1，所述环氧树脂稀释剂与所述环氧树脂的重量比为(0.1～0.2)：1；
3)先将所述环氧树脂与所述环氧树脂稀释剂混合均匀，再将所述环氧树脂固化剂加入到所述环氧树脂与所述环氧树脂稀释剂的混合物中并混合均匀，得到渗透液；
4)将所述渗透液采用表面渗透的方式涂刷在所述进气歧管原型件的表面上，等到所述渗透液完全渗透所述进气歧管原型件为止；
5)擦去所述进气歧管原型件表面多余的所述渗透液，并于常温下固化5～7小时；
6)将常温固化后的所述进气歧管原型件先于20～40℃下固化5～7小时，再升温至40～70℃固化2～4小时；
7)打磨、抛光表面即可。
通过在3D打印出的进气歧管原型件表面上涂刷环氧树脂渗透液，并使环氧树脂渗透液完全渗透进气歧管原型件，最后使环氧树脂渗透液固化即可填充进气歧管原型件内的孔隙，增加进气歧管原型件的致密度，从而达到进气歧管的功效；同时，由于环氧树脂具有粘结强度高，粘结面广、收缩率低和稳定性好的优点，所以由环氧树脂渗透液渗透固化后的进气歧管原型件的致密度高且稳定可靠；而且，由于环氧树脂还具有优良的电绝缘性能及机械强度高，所以由环氧树脂渗透液渗透固化后的进气歧管原型件的电绝缘性能及机械强度都更好；最后，由于环氧树脂渗透液固化过程中没有低分子物质放出，所以可以在常温下成型，不要求放气或变动压力，因此操作十分方便，不需要很高的技术和设备，成本低。
在上述方案中，所述环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚。
在上述方案中，所述环氧树脂固化剂为环氧树脂AB胶。
在上述方案中，所述环氧树脂稀释剂为环氧丙烷丁基醚。
在上述方案中，所述等到所述渗透液完全渗透所述进气歧管原型件为止具体为：直到从所述进气歧管原型件的内壁上观察到所述渗透液为止。
在上述方案中，所述步骤4之前还包括：使所述进气歧管原型件保持润湿状态。这样，在渗透的过程中，结构中的水可以起到引导和减少摩擦阻力的作用，从而使渗透液更容易渗透。
在上述方案中，所述使所述进气歧管原型件保持润湿状态具体为：将所述进气歧管原型件整体浸泡在水中，直至其表面及内部完全浸湿。
在上述方案中，所述步骤5具体为：用纸巾擦去所述进气歧管原型件表面多余的所述渗透液，并于常温下固化6小时。
在上述方案中，所述步骤6具体为：将常温固化后的所述进气歧管原型件先于20～40℃下固化6小时，再升温至40～70℃固化3小时。
本发明的技术方案带来的有益效果是：
1、通过在3D打印出的进气歧管原型件表面上涂刷环氧树脂渗透液，并使环氧树脂渗透液完全渗透进气歧管原型件，最后使环氧树脂渗透液固化即可填充进气歧管原型件内的孔隙，增加进气歧管原型件的致密度，从而达到进气歧管的功效；
2、由于环氧树脂具有粘结强度高，粘结面广、收缩率低和稳定性好的优点，所以由环氧树脂渗透液渗透固化后的进气歧管原型件的致密度高且稳定可靠；
3、由于环氧树脂还具有优良的电绝缘性能及机械强度高，所以由环氧树脂渗透液渗透固化后的进气歧管原型件的电绝缘性能及机械强度都更好；
4、由于环氧树脂渗透液固化过程中没有低分子物质放出，所以可以在常温下成型，不要求放气或变动压力，因此操作十分方便，不需要很高的技术和设备，成本低；
5、通过使进气歧管原型件保持润湿状态，这样，在渗透的过程中，结构中的水可以起到引导和减少摩擦阻力的作用，从而使渗透液更容易渗透。
本发明与现有技术对比，充分显示其优越性在于：致密度高、稳定可靠、电绝缘性能、机械强度好且操作简单方便、成本低等。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
实施例1：
本实施例提供了一种3D打印质子交换膜燃料电池电堆进气歧管的后处理方法，包括以下步骤：
1)称量3D打印出的进气歧管原型件1的重量，所述进气歧管原型件1的重量为5073g；
2)分别称取2000g的双酚A二缩水甘油醚、400g的环氧树脂AB胶和200g的环氧丙烷丁基醚；
3)先将所述环氧树脂与所述环氧树脂稀释剂混合均匀，再将所述环氧树脂固化剂加入到所述环氧树脂与所述环氧树脂稀释剂的混合物中并混合均匀，得到渗透液；
4)先将所述进气歧管原型件1整体浸泡在水中，直至其表面及内部完全浸湿，然后将所述渗透液采用表面渗透的方式涂刷在所述进气歧管原型件1的表面上，直到从所述进气歧管原型件1的内壁上观察到所述渗透液为止；
5)用纸巾擦去所述进气歧管原型件1表面多余的所述渗透液，并于常温下固化5小时；
6)将常温固化后的所述进气歧管原型件1先于20℃下固化5小时，再升温至40℃固化2小时；
7)打磨、抛光表面即得3D打印的质子交换膜燃料电池电堆进气歧管的后处理成品1。
实施例2：
本实施例提供了一种3D打印质子交换膜燃料电池电堆进气歧管的后处理方法，包括以下步骤：
1)称量3D打印出的进气歧管原型件2的重量，所述进气歧管原型件2的重量为5047g；
2)分别称取2000g的双酚A二缩水甘油醚、600g的环氧树脂AB胶和400g的环氧丙烷丁基醚；
3)先将所述环氧树脂与所述环氧树脂稀释剂混合均匀，再将所述环氧树脂固化剂加入到所述环氧树脂与所述环氧树脂稀释剂的混合物中并混合均匀，得到渗透液；
4)先将所述进气歧管原型件2整体浸泡在水中，直至其表面及内部完全浸湿，然后将所述渗透液采用表面渗透的方式涂刷在所述进气歧管原型件2的表面上，直到从所述进气歧管原型件2的内壁上观察到所述渗透液为止；
5)用纸巾擦去所述进气歧管原型件2表面多余的所述渗透液，并于常温下固化6小时；
6)将常温固化后的所述进气歧管原型件2先于30℃下固化6小时，再升温至50℃固化3小时；
7)打磨、抛光表面即得3D打印的质子交换膜燃料电池电堆进气歧管的后处理成品2。
实施例3：
本实施例提供了一种3D打印质子交换膜燃料电池电堆进气歧管的后处理方法，包括以下步骤：
1)称量3D打印出的进气歧管原型件3的重量，所述进气歧管原型件3的重量为5056g；
2)分别称取2500g的双酚A二缩水甘油醚、500g的环氧树脂AB胶和250g的环氧丙烷丁基醚；
3)先将所述环氧树脂与所述环氧树脂稀释剂混合均匀，再将所述环氧树脂固化剂加入到所述环氧树脂与所述环氧树脂稀释剂的混合物中并混合均匀，得到渗透液；
4)先将所述进气歧管原型件3整体浸泡在水中，直至其表面及内部完全浸湿，然后将所述渗透液采用表面渗透的方式涂刷在所述进气歧管原型件3的表面上，直到从所述进气歧管原型件3的内壁上观察到所述渗透液为止；
5)用纸巾擦去所述进气歧管原型件3表面多余的所述渗透液，并于常温下固化7小时；
6)将常温固化后的所述进气歧管原型件3先于40℃下固化7小时，再升温至60℃固化4小时；
7)打磨、抛光表面即得3D打印的质子交换膜燃料电池电堆进气歧管的后处理成品3。
实施例4：
本实施例提供了一种3D打印质子交换膜燃料电池电堆进气歧管的后处理方法，包括以下步骤：
1)称量3D打印出的进气歧管原型件4的重量，所述进气歧管原型件4的重量为5068g；
2)分别称取2500g的双酚A二缩水甘油醚、750g的环氧树脂AB胶和500g的环氧丙烷丁基醚；
3)先将所述环氧树脂与所述环氧树脂稀释剂混合均匀，再将所述环氧树脂固化剂加入到所述环氧树脂与所述环氧树脂稀释剂的混合物中并混合均匀，得到渗透液；
4)先将所述进气歧管原型件4整体浸泡在水中，直至其表面及内部完全浸湿，然后将所述渗透液采用表面渗透的方式涂刷在所述进气歧管原型件4的表面上，直到从所述进气歧管原型件4的内壁上观察到所述渗透液为止；
5)用纸巾擦去所述进气歧管原型件4表面多余的所述渗透液，并于常温下固化7小时；
6)将常温固化后的所述进气歧管原型件4先于40℃下固化7小时，再升温至70℃固化4小时；
7)打磨、抛光表面即得3D打印的质子交换膜燃料电池电堆进气歧管的后处理成品4。
分别对上述四个进气歧管原型件进行气密性实验，对单独的管道进行测试，具体地，在进气歧管原型件的进气口分别加设进气阀门和进口压力表，在进气歧管原型件的出气口分别加设出气阀门和出口压力表，向进气歧管原型件内通入氮气，待进口压力表及出口压力表数值稳定后，先将进气阀门和出气阀门关闭，然后读取进口压力表及出口压力表的数值并取平均值得压力值1，在约2—3小时后再次读取进口压力表及出口压力表的数值并取平均值得压力值2，若压力值1与压力值2之间的差值不超过10％，则代表保压性能达到进气歧管的效果。
通过对上述四个进气歧管原型件处理前、后分别进行气密性测试实验得到下表：
由上表结果分析可知：通过在3D打印出的进气歧管原型件表面上涂刷环氧树脂渗透液，并使环氧树脂渗透液完全渗透进气歧管原型件，最后使环氧树脂渗透液固化即可填充进气歧管原型件内的孔隙，增加进气歧管原型件的致密度，从而达到进气歧管的功效；同时，由于环氧树脂具有粘结强度高，粘结面广、收缩率低和稳定性好的优点，所以由环氧树脂渗透液渗透固化后的进气歧管原型件的致密度高且稳定可靠；而且，由于环氧树脂还具有优良的电绝缘性能及机械强度高，所以由环氧树脂渗透液渗透固化后的进气歧管原型件的电绝缘性能及机械强度都更好；最后，由于环氧树脂渗透液固化过程中没有低分子物质放出，所以可以在常温下成型，不要求放气或变动压力，因此操作十分方便，不需要很高的技术和设备，成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。