本實用新型屬于3D打印技術(shù)相關(guān)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種針對熔融沉積制造FDM成型件的拋光機(jī)。

背景技術(shù)：

英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志在《第三次工業(yè)革命》一文中，將3D打印技術(shù)作為第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志之一。3D打印技術(shù)可以廣泛應(yīng)用在珠寶首飾、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、汽車、航天、牙科、醫(yī)療甚至美食等各個領(lǐng)域。在國內(nèi)外銷售市場上，熔融沉積制造成型(Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM)的快速原型設(shè)備占最大的份額。FDM技術(shù)又被稱為熔絲成型，是采用非常精細(xì)的絲狀塑性樹脂作為加工物質(zhì)，通過細(xì)小的噴頭把材料擠出來，噴頭可以沿著X軸和Y軸移動，掃描二維截面，一層材料成型后，工作臺下降一個層后，依次循環(huán)，直至形成實體。由于FDM設(shè)備價格較低，材料選擇性多，簡單易操作，不僅適合產(chǎn)品設(shè)計階段的外觀驗證、裝配及功能測試，而且備受中小企業(yè)及教育機(jī)構(gòu)的青睞，適合在家庭、學(xué)校、辦公室等場所使用。

但是對FDM工藝而言，成型件由絲狀塑性樹脂層層堆積黏結(jié)而成，就必然會造成臺階誤差，表面非常粗糙，嚴(yán)重影響成型件的表面質(zhì)量。目前，市場上主要通過砂紙手工打磨來提高FDM成型件的表面質(zhì)量,但砂紙手工打磨的效率慢，過于依賴工人的技能，效果差強人意。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種針對熔融沉積制造FDM成型件的拋光機(jī)。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種針對熔融沉積制造FDM成型件的拋光機(jī)，包括拋光機(jī)主體及設(shè)置在拋光機(jī)主體內(nèi)的用于加熱拋光液使其氣化的恒溫水浴加熱系統(tǒng)、用于降溫使氣化的拋光液冷凝為液體的冷凝系統(tǒng)、恒壓循環(huán)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)；

所述拋光機(jī)主體包括樣品屜，樣品屜的底部為網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)例如絲網(wǎng)，樣品屜的背板上均勻設(shè)置有若干通孔；

所述恒溫水浴加熱系統(tǒng)設(shè)于樣品屜下方，包括拋光液箱和用于對拋光液箱進(jìn)行水浴加熱的水箱，所述拋光液箱和該水箱均開口向上，拋光液箱和水箱上下布置且內(nèi)外套接在一起；拋光液箱的開口正對樣品屜底部的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)；

所述冷凝系統(tǒng)對應(yīng)樣品屜的背板設(shè)置；

所述恒壓循環(huán)系統(tǒng)對應(yīng)樣品屜的背板設(shè)置；

所述恒溫水浴加熱系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)均與所述控制系統(tǒng)相連；

通過恒溫水浴加熱系統(tǒng)加熱后拋光液氣化并上升至樣品屜內(nèi)對待拋光件進(jìn)行拋光，拋光結(jié)束后通過冷凝系統(tǒng)制冷降低樣品屜內(nèi)溫度以使氣化的拋光液冷凝為液體并回流至拋光液箱。

一實施例中：所述拋光機(jī)主體還包括框體；該框體具有隔板并通過隔板將框體內(nèi)分隔成上下兩層；所述樣品屜適配滑動裝接在框體的上層內(nèi)；所述拋光液箱和水箱位于框體的下層內(nèi)；該隔板上還設(shè)有對應(yīng)拋光液箱開口的開孔；所述冷凝系統(tǒng)和恒壓系統(tǒng)均裝接在框體的上層的后部并對應(yīng)樣品屜的背板。

一實施例中：所述拋光機(jī)主體還包括后蓋，該后蓋裝接在所述框體的后側(cè)。

一實施例中：所述樣品屜與柜體之間設(shè)有鎖扣。

一實施例中：所述樣品屜的底部設(shè)有若干支撐柱，所述網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)設(shè)于該若干支撐柱上。

一實施例中：所述水箱內(nèi)在拋光液箱箱底之下設(shè)有U型加熱圈和水箱溫度傳感器；該U型加熱圈和水箱溫度傳感器與控制系統(tǒng)相連接。

一實施例中：所述拋光液箱還設(shè)有導(dǎo)液管，所述水箱還設(shè)有導(dǎo)水管，該導(dǎo)液管和導(dǎo)水管均伸出拋光機(jī)主體之外。

一實施例中：所述冷凝系統(tǒng)包括半導(dǎo)體制冷裝置和樣品屜溫度傳感器；該半導(dǎo)體制冷裝置和樣品屜溫度傳感器均與控制系統(tǒng)相連接。

一實施例中：所述恒壓循環(huán)系統(tǒng)包括安全閥和泄壓管。

一實施例中：所述控制系統(tǒng)具有控制面板，該控制面板裝接在框體下層的前部。

本技術(shù)方案與背景技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)點：

本實用新型的針對熔融沉積制造FDM成型件的拋光機(jī)，氣壓、溫度可控，拋光液可循環(huán)利用，操作簡單，綠色環(huán)保，效率高，可極大地提高FDM成型件的表面質(zhì)量，適合在家庭、學(xué)校、等場所使用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

圖1為本實用新型的針對熔融沉積制造FDM成型件的拋光機(jī)整體外觀示意圖。

圖2為本實用新型的針對熔融沉積制造FDM成型件的拋光機(jī)立體分解示意圖之一。

圖3為本實用新型的針對熔融沉積制造FDM成型件的拋光機(jī)立體分解示意圖之二。

圖4為本實用新型的樣品屜示意圖。

圖5為本實用新型的恒溫水浴加熱系統(tǒng)示意圖。

圖6為本實用新型的恒溫水浴加熱系統(tǒng)的部分的立體分解示意圖。

圖7為本實用新型的恒溫水浴加熱系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)及恒壓循環(huán)系統(tǒng)在拋光機(jī)主體內(nèi)的裝接示意圖。

附圖標(biāo)記：

拋光機(jī)主體10；框體11，頂板111，底板112，左側(cè)板113，右側(cè)板114，后側(cè)板115，隔板116；后蓋12，散熱孔121；樣品屜13，滑軌131，面板132，背板133，通孔1331，支撐柱134，絲網(wǎng)135，鎖扣136；

恒溫水浴加熱系統(tǒng)20；拋光液箱21，導(dǎo)液管211，U型加熱圈212；水箱22，導(dǎo)水管221；

冷凝系統(tǒng)30；半導(dǎo)體制冷裝置31；樣品屜溫度傳感器32；

恒壓循環(huán)系統(tǒng)40；安全閥41；泄壓管42；

控制面板51；

電源開關(guān)60。

具體實施方式

下面通過實施例具體說明本實用新型的內(nèi)容：

請查閱圖1至圖7，一種針對熔融沉積制造FDM成型件的拋光機(jī)，包括：拋光機(jī)主體10及裝接在拋光機(jī)主體10內(nèi)的恒溫水浴加熱系統(tǒng)20、冷凝系統(tǒng)30、恒壓循環(huán)系統(tǒng)40和控制系統(tǒng)；

所述拋光機(jī)主體10可由薄鋁板等焊接或折彎而成，包括框體11、后蓋12及樣品屜13；

框體11由頂板111、底板112、左側(cè)板113、右側(cè)板114、后側(cè)板115以及隔板116裝接而成；頂板111、底板112、左側(cè)板113和右側(cè)板114構(gòu)成一矩形框狀結(jié)構(gòu)；后側(cè)板115裝接在該矩形框狀結(jié)構(gòu)的后端口；隔板116裝接在該矩形框狀結(jié)構(gòu)內(nèi)并將框體11分隔成上下兩層；

頂板111可以為上述薄鋁板制成，也可以為玻璃等透明材質(zhì)制成，或者可以開有透明觀察窗，便于觀察拋光過程；左側(cè)板113上設(shè)有用于恒溫水浴加熱系統(tǒng)20(分別對應(yīng)恒溫水浴加熱系統(tǒng)20的導(dǎo)液管211、導(dǎo)水管221)穿過的過孔；右側(cè)板114上裝接有拋光機(jī)的電源開關(guān)60；后側(cè)板115上設(shè)有用于安裝冷凝系統(tǒng)30(分別對應(yīng)冷凝系統(tǒng)30的半導(dǎo)體制冷裝置31和樣品屜溫度傳感器32)和恒壓循環(huán)系統(tǒng)40(分別對應(yīng)恒壓循環(huán)系統(tǒng)40的安全閥41和泄壓管42)的安裝孔；隔板116上設(shè)有對應(yīng)恒溫水浴加熱系統(tǒng)20的開孔。

后蓋12位于后側(cè)板115的后側(cè)并通過四個連接件與左側(cè)板113和右側(cè)板114相裝接固定；后蓋12的右上部分對應(yīng)冷凝系統(tǒng)30的位置設(shè)有若干散熱孔121。

樣品屜13，為抽屜樣結(jié)構(gòu)；樣品屜13的左右兩側(cè)分別通過滑軌131與框體11的左側(cè)板113內(nèi)壁和右側(cè)板114內(nèi)壁相連接從而使樣品屜13可抽拉地滑動裝接在框體11的上層內(nèi)；樣品屜13的位于前部的面板132與框體11上層的前端口位置相對應(yīng)，面板132后部設(shè)有密封圈，面板132前部設(shè)有拉手，面板132的左右兩側(cè)與拋光機(jī)主體10的左側(cè)板113和右側(cè)板114之間分別設(shè)有鎖扣136，在使用過程中通過鎖扣136可以將樣品屜13固定在框體11；樣品屜13的位于后部的背板133上均勻設(shè)置有若干直徑為8～15mm的通孔1331；樣品屜13的底部設(shè)有四根沿左右方向布置的支撐柱134，且在四根支撐柱134上放置有絲網(wǎng)135；支撐柱134和絲網(wǎng)135可用于放置需要拋光的物體。

所述恒溫水浴加熱系統(tǒng)20，包括拋光液箱21和水箱22，二者均設(shè)于框體11下層內(nèi)，二者的開口均向上；二者的開口周緣均向外延伸形成裙邊結(jié)構(gòu)；拋光液箱21和水箱22上下布置且內(nèi)外套接在一起，拋光液箱21正好裝接在水箱22的開口內(nèi)，二者的開口處的裙邊結(jié)構(gòu)相互疊置，拋光液箱21的開口的裙邊結(jié)構(gòu)的上表面與隔板116的下表面適配相接，且拋光液箱21開口正對隔板116上的開孔；水箱22內(nèi)在拋光液箱21箱底之下設(shè)有U型加熱圈212和水箱溫度傳感器，U型加熱圈212采用加熱電阻式，通過二者共同調(diào)節(jié)水浴加熱溫度；拋光液箱21上設(shè)有類T字型的導(dǎo)液管211，導(dǎo)液管211依次從水箱22箱體和柜體11左側(cè)板113上的過孔伸出拋光機(jī)主體10外；水箱21上設(shè)有類T字型的導(dǎo)水管221，導(dǎo)水管221從左側(cè)板113上的另一個過孔伸出拋光機(jī)主體10外；導(dǎo)液管211和導(dǎo)水管221都為透明材料制成，都設(shè)有蓋子，相當(dāng)于連通器，分別與拋光液箱21和水箱22內(nèi)連通，可用于顯示拋光液箱21和水箱22內(nèi)液面高度，并可通過導(dǎo)液管211和導(dǎo)水管221向拋光液箱21和水箱22內(nèi)補充拋光液和水；

所述冷凝系統(tǒng)30，包括半導(dǎo)體制冷裝置31和樣品屜溫度傳感器32，二者裝接在拋光機(jī)主體10的后側(cè)板115的各自對應(yīng)的安裝孔上并伸入框體11內(nèi)與樣品屜13背板133的位置相對應(yīng)；由于樣品屜13背板133上設(shè)有通孔1331便于空氣流通，因此樣品屜溫度傳感器32可以檢測樣品屜13內(nèi)的溫度變化，半導(dǎo)體制冷裝置31產(chǎn)生的冷氣也可通過樣品屜13背板133上的通孔1331進(jìn)入樣品屜13內(nèi)以降低溫度，從而使拋光液液化，利于回收利用；拋光機(jī)主體10的后蓋12可將冷凝系統(tǒng)30遮住，后蓋12上的散熱孔121對應(yīng)半導(dǎo)體制冷裝置31設(shè)置；

所述恒壓循環(huán)系統(tǒng)40，包括安全閥41和泄壓管42，安全閥41一端穿過后側(cè)板115上的對應(yīng)安裝閥41的安裝孔伸入框體11內(nèi)連通框體11的上層，用于檢測框體11內(nèi)壓力，另一端與泄壓管42相連通，泄壓管42的另一端也穿過后側(cè)板115上的對應(yīng)泄壓管42的安裝孔伸入框體11內(nèi)連通框體11的上層，用于泄壓時放氣；安全閥41和泄壓管42均與樣品屜13背板133的位置相對應(yīng)；當(dāng)系統(tǒng)中壓力大于安全壓力值時，安全閥41自動開啟泄壓，防止因壓力過大而損壞拋光機(jī)。

所述控制系統(tǒng)，其控制面板51裝接在框體11下層的前端口處；所述U型加熱圈212、水箱溫度傳感器、半導(dǎo)體制冷裝置31、樣品屜溫度傳感器32和電源開關(guān)60均與控制系統(tǒng)相連接；電源開關(guān)60開啟后，通過控制面板51操控控制系統(tǒng)控制恒溫水浴加熱系統(tǒng)20、冷凝系統(tǒng)30的運行，可以調(diào)節(jié)水浴加熱溫度、拋光時間、冷卻溫度、冷卻時間等。

本實用新型現(xiàn)場使用方式如下：

1)打開樣品屜13兩邊的鎖扣136，拉出樣品屜13，將需要拋光的FDM成型件放置在絲網(wǎng)135上，再關(guān)閉鎖緊樣品屜13；

2)開啟電源開關(guān)60，通過控制面板51啟動恒溫水浴系統(tǒng)20，進(jìn)行恒溫水浴加熱；拋光液箱21中的拋光液(如丙酮、氯仿等)受熱后霧化，氣體上升，透過樣品屜13底部的絲網(wǎng)135進(jìn)入樣品屜13中，逐漸均勻覆蓋在FDM成型件的表面，拋光液與FDM成型件的聚合物充分完全地接觸，達(dá)到溶解拋光的效果；

3)拋光結(jié)束后，通過控制面板51啟動冷凝系統(tǒng)30，半導(dǎo)體制冷裝置31制冷，樣品屜13內(nèi)溫度逐漸降低，氣霧化的拋光液冷凝液化，滴落回拋光液箱21，實現(xiàn)拋光液的回收；

4)冷凝回收結(jié)束后，打開鎖扣136，拉出樣品屜13，取出拋光好的FDM成型件。

具體地，例如對FDM 3D打印機(jī)打印的PLA成型件進(jìn)行拋光，可優(yōu)選采用以下參數(shù)進(jìn)行：

放入待拋光成型件后，在控制面板51上將水浴溫度設(shè)置為60℃、拋光時間設(shè)置為7min、冷卻溫度設(shè)置為0℃、冷卻時間設(shè)置為3min。打開電源開關(guān)60，當(dāng)水浴溫度到達(dá)60℃時，開始計時，當(dāng)?shù)竭_(dá)7min鐘后，停止加熱，開始冷卻(即再次開始計時)，冷卻3min后停止冷卻，拿出模型。

本實用新型中，樣品屜13使用推拉抽屜的方式快速進(jìn)行放置與取出的動作，能夠盡量減少氣體泄漏；樣品屜13關(guān)閉后，整個拋光機(jī)內(nèi)處于相對密封狀態(tài)，特別是框體11上層、樣品屜13以及拋光液箱21之間形成密封環(huán)境，氣體不易外泄，壓力保持恒定；然后通過設(shè)置U型電阻式加熱圈212和水箱溫度傳感器的恒溫水浴加熱系統(tǒng)20精確控制調(diào)節(jié)水浴加熱的溫度，從而控制拋光液揮發(fā)的溫度和速度，以均勻高效地對FDM成型件進(jìn)行拋光，確保拋光效率高、拋光效果好；而拋光結(jié)束后，通過設(shè)置半導(dǎo)體制冷裝置31和樣品屜溫度傳感器32的冷凝系統(tǒng)30對密封的拋光機(jī)內(nèi)部制冷，能夠快速降溫，使汽化的拋光液迅速液化冷凝并回流至拋光液箱21中，進(jìn)一步減少了拋光液的外泄和浪費，節(jié)省拋光液用量，實現(xiàn)循環(huán)利用。

以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，故不能依此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實用新型涵蓋的范圍內(nèi)。