金属3D打印零件的表面清洗设备的制作方法

金属3d打印零件的表面清洗设备
技术领域
1.本实用新型属于金属3d打印后处理技术领域，特别涉及一种金属3d打印零件的表面清洗设备。


背景技术：

2.3d打印是目前制造业迅猛发展的新兴技术，其生产流程主要包括三维扫描、三维设计、数据处理、打印成型、零件后处理等。其中后处理技术对成型产品的质量和精度起着至关重要的作用，直接决定了产品的最终交付状态。零件后处理主要包括热处理、线切割、去支撑、零件清洗、打磨、抛光等。零件成型后，零件及支撑内部容易形成残留粉末，很难清理；成型零件经热处理后，其表面层容易氧化；线切割后，零件表面容易残留切割液；因此，需要专门对零件进行清洗。
3.目前现有技术主要采用超声波清洗残留粉末，通过控制超声波频率，采用自动化控制方式，减少了人员操作，避免清洗剂对人员带来伤害。然而，超声波清洗虽然能清除残留粉末，但是没法消除热处理后的零件表面的氧化层。
4.申请号为201811194655.1的专利申请公开了一种3d打印树脂义齿的后处理设备和方法，其利用沿一字型设置的多个仓体，通过移动导轨和升降机构将零件依次移动到各工作仓，实现烘烤、溶解、清洗、风干等后处理步骤，可以提高后处理的连续性和处理效率，并且易于实现自动化控制。但是此种方式会造成设备整体长度过长，不利于设备的安装使用。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种金属3d打印零件的表面清洗设备，具有多方位的独立清洗功能，且占用的空间长度较短。
6.本实用新型公开的金属3d打印零件的表面清洗设备，包括机体，所述机体的下部设置有喷淋区、浸入式清洗仓、电解仓以及干燥区，所述喷淋区、浸入式清洗仓、电解仓以及干燥区按圆周方向排列，所述机体的上部设置有转盘，所述转盘连接有驱动转盘旋转的驱动装置，所述驱动装置安装于机体上，所述转盘下方通过升降机构连接有至少一个清洗框，所述清洗框在转盘旋转带动下的运动路径分别经过喷淋区、浸入式清洗仓、电解仓以及干燥区。
7.优选地，所述机体内的转盘上方对应设置有环形导轨，所述环形导轨的圆心与转盘的转动中心位于同一竖直轴向上，所述转盘的边缘沿周向均匀布置有至少两个连接有悬挂式辊轮，所述悬挂式辊轮悬挂于环形导轨上。
8.优选地，所述悬挂式辊轮的数量与清洗框的数量一致，并且悬挂式辊轮的位置与清洗框的一一对应。
9.优选地，所述浸入式清洗仓设置有超声波发生器。
10.优选地，所述浸入式清洗仓连接有循环过滤系统，所述循环过滤系统包括进液管、
出液管、沉淀腔和循环泵，所述进液管一端连接于浸入式清洗仓的底部，另一端连接于沉淀腔的上部，所述出液管一端连接于沉淀腔的上部，另一端与浸入式清洗仓相连接，所述沉淀腔与出液管之间设置有过滤网，所述循环泵设置于进液管或者出液管上，所述沉淀腔底部设置有排渣阀。
11.优选地，所述沉淀腔的上部设置有挡板，所述进液管与沉淀腔的连接处以及沉淀腔与出液管的连接处分别位于挡板的两侧。
12.优选地，所述电解仓设置有阳极板、阴极板以及直流电源，所述阳极板和阴极板均设置于电解仓内，所述阳极板为网格状结构并设置于电解仓的下部，所述阳极板与直流的负极相连，所述阴极板与直流电源正极相连，所述清洗框具有与零件相接触的导电体；
13.当清洗框进入电解仓时，清洗框的导电体与网格状结构的阳极板相接触。
14.优选地，所述喷淋区中设置有旋转喷头，所述旋转喷头连接有供水系统。
15.优选地，所述干燥区设置有风干喷头，所述风干喷头连接有热风供给系统。
16.优选地，所述喷淋区与干燥区位于同一区域。
17.本实用新型的有益效果是：该金属3d打印零件的表面清洗设备将多个清洗区一体化设置，可以实现零件多道工序清洗，有效提高清洗效果，各个清洗区按照圆周方向布置，并通过转盘实现零件在各个清洗区的转移，相较于现有的一字型布置，占用的空间更短，更有利于设计在同一机壳内。
附图说明
18.图1是本实用新型的转盘及各清洗区的布置示意图；
19.图2是本实用新型的本实用新型的正面示意图；
20.图3是转盘与环形导轨的配合示意图；
21.图4是浸入式清洗仓的示意图；
22.图5是电解仓的示意图。
23.附图标记：机体1，喷淋区2，旋转喷头21，干燥区3，风干喷头31，浸入式清洗仓4，超声波发生器41，进液管42，沉淀腔43，挡板44，排渣阀45，循环泵46，出液管47，过滤网48，电解仓5，直流电源51，阳极板52，阴极板53，清洗框6，转盘7，驱动装置71，环形导轨72，悬挂式辊轮73，升降机构8。
具体实施方式
24.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
25.如图1、图2所示，本实用新型的金属3d打印零件的表面清洗设备，包括机体1，所述机体1的下部设置有喷淋区2、浸入式清洗仓4、电解仓5以及干燥区3，所述喷淋区2、浸入式清洗仓4、电解仓5以及干燥区3按圆周方向排列，所述机体1的上部设置有转盘7，所述转盘7连接有驱动转盘7旋转的驱动装置71，所述驱动装置71安装于机体1上，所述转盘7下方通过升降机构8连接有至少一个清洗框6，所述清洗框6在转盘7旋转带动下的运动路径分别经过喷淋区2、浸入式清洗仓4、电解仓5以及干燥区3。
26.该清洗设备清洗零件时，先将零件放入清洗框6内，驱动装置71驱动转盘7旋转将放有零件的清洗框6转动至喷淋区2，升降机构8降低使零件进入喷淋范围，驱动装置71通常
可以采用步进电机、伺服电机等具有较高控制精度的动力装置，升降机构8通常可以采用液压杆、电动伸缩杆、气缸等结构，喷淋区2通常采用纯净水对零件进行喷淋，喷淋区2可以采用仓型结构，也可以采用开放式结构，零件达到喷淋区2通过喷淋可以先粗略地去除表面的残留粉末，然后升降机构8带动清洗框6上升，转盘7转动使清洗框6到达浸入式清洗仓4上方，升降机构8下降使清洗框6进入浸入式清洗仓4，浸入式清洗仓4通常采用有机溶剂对零件进行清洗；浸入式清洗仓4清洗完成后通过转盘7和升降机构8将零件转移至喷淋区2进行喷淋去除表面附着的有机溶剂，防止其对后续电解产生不利影响；然后再将零件转移至电解仓5，利用电解原理可以去除零件表面有机溶剂无法洗涤的氧化层；电解去除氧化层后转移至喷淋区2进行冲洗，最后进入干燥区3进行干燥，干燥区3也可以采用仓型结构或者开放式结构，零件干燥后即完成了零件的清洗工作。通过配置相应的控制系统，还可以使所有的清洗动作均自动进行，清洗框6的数量可以布置多个，从而在同一时间对不同清洗框6中的零件分别在不同的清洗区进行清洗，对于批量零件可以大幅提高清洗效率。
27.转盘7及其下方的清洗框6的重量可以直接通过转盘7与驱动装置71的连接承担，但是由于清洗框6与转盘7中心有一定的距离，整体的稳定性相对较差，为解决这一问题，如图2和图3所示，作为优选方式，所述机体1内的转盘7上方对应设置有环形导轨72，所述环形导轨72的圆心与转盘7的转动中心位于同一竖直轴向上，所述转盘7的边缘沿周向均匀布置有至少两个连接有悬挂式辊轮73，所述悬挂式辊轮73悬挂于环形导轨72上。转盘7转动时，悬挂式辊轮73沿环形导轨72运动，可以提高转盘7旋转的稳定性，同时，环形导轨72与悬挂式辊轮73相互配合可以承担部分转盘7与清洗框6的重力，降低转盘7与驱动装置71连接处的受力。为了进一步达到分担重力的效果，所述悬挂式辊轮73的数量与清洗框6的数量一致，并且悬挂式辊轮73的位置与清洗框6的一一对应。如此，可以使得清洗框6的多数重量通过悬挂式辊轮73传递至环形导轨72承担，并且在压力作用下，可以保证悬挂式辊轮73与环形导轨72配合更加稳定。
28.喷淋区2通常采用喷淋装置对零件进行喷淋冲洗，干燥区3可以采用热烘、风干等方式进行干燥，喷淋装置和干燥装置均可以参考现有的设备，如图2所示，在本技术的实施例中，所述喷淋区2中设置有旋转喷头21，所述旋转喷头21连接有供水系统，供水系统可以是储水箱、储水池等，所述干燥区3设置有风干喷头31，所述风干喷头31连接有热风供给系统，热风供给系统可以采用电热丝配合风机等结构。在清洗区较多不便于布置时，可以将喷淋区2与干燥区3布置于同一区域，在该区域同时实现两种功能。
29.浸入式清洗仓4可以采用搅拌冲洗、超声波清洗等，在本技术的优选实施例中采用了后者，即在浸入式清洗仓4设置有超声波发生器41。零件清洗出的金属粉末会缩短有机溶剂的使用寿命，为了延长有机溶剂的使用寿命，如图4所示，所述浸入式清洗仓4连接有循环过滤系统，所述循环过滤系统包括进液管42、出液管47、沉淀腔43和循环泵46，所述进液管42一端连接于浸入式清洗仓4的底部，另一端连接于沉淀腔43的上部，所述出液管47一端连接于沉淀腔43的上部，另一端与浸入式清洗仓4相连接，所述沉淀腔43与出液管47之间设置有过滤网48，所述循环泵46设置于进液管42或者出液管47上，所述沉淀腔43底部设置有排渣阀45。开启循环泵46可以将浸入式清洗仓4底部的有机溶剂及清洗出的粉末从进液管42抽入沉淀腔43中，沉淀腔43的出口设置有沉淀腔43阻挡粉末通过出液管47再次进入浸入式清洗仓4，沉淀腔43的入口和出口均设置在其上部，可以减少沉淀腔43中的沉淀的粉末冲击
过滤网48，粉末在沉淀腔43中沉淀腔43后可以通过排渣阀45排出，过滤后的有机溶剂再次进入浸入式清洗仓4循环利用，从而延长有机溶剂的使用寿命，降低更换次数。循环泵46可以设置于进液管42或者出液管47，对于较大的沉淀腔43也可以进液管42和出液管47均设置循环泵46，对于较小的沉淀腔43优选设置于出液管47上，降低粉末对于循环泵46的伤害。为了减少粉末直接撞击过滤网48，所述沉淀腔43的上部设置有挡板44，所述进液管42与沉淀腔43的连接处以及沉淀腔43与出液管47的连接处分别位于挡板44的两侧。如此，沉淀腔43的进液不能直接冲击过滤网48，需要绕过挡板44才可以到达过滤网48，在绕行的过程中，其中包含的粉末会有部分下沉至沉淀腔43底部，从而减少粉末对于过滤网48的冲击。
30.电解仓5是利用电解原理对出去零件表面的氧化层，并具有一定的抛光作用，电解仓5可以采用现有的电解装置，通常在电解时，零件需要与直流电源51的负极相连接，也就是说其作为电解仓5中的阳极，在本技术中由于零件需要在不同的清洗区转移，为了使零件与与直流电源51的负极相连，可以通过直接通过线缆将电池负极与清洗框6内的零件相连通，不过由于转盘7要旋转，此种方式的可靠性相对较差，因而如图5所示，在本技术的优选实施例中，所述电解仓5设置有阳极板52、阴极板53以及直流电源51，所述阳极板52和阴极板53均设置于电解仓5内，所述阳极板52为网格状结构并设置于电解仓5的下部，所述阳极板52与直流的负极相连，所述阴极板53与直流电源51正极相连，所述清洗框6具有与零件相接触的导电体；当清洗框6进入电解仓5时，清洗框6的导电体与网格状结构的阳极板52相接触。清洗框6可以整体均为导电体，即采用金属框体，且优选采用金属活动性较所要清洗的零件更低的金属材料；清洗框6也可以是主体采用耐高温塑料筐，而在其内表面和底面附加相连通的金属、石墨等导体，从而在清洗框6进入电解仓5时，将直流电源51负极与零件相连通，而与直流电源51正极相连通的阴极板53也处于电解仓5中，在电解液的作用下，可以实现零件表面的电解除氧化层以及一定的抛光作用。