一种3D打印钛合金镜架的后处理装置及处理方法

技术领域

本发明涉及钛合金打印件表面处理技术领域，尤其涉及一种3D打印钛合金镜架的后处理装置及处理方法。

背景技术

钛合金眼镜架越来越受到消费者的欢迎，以其重量轻、耐腐蚀、抗过敏、抗疲劳、强度高等优点，被越来越多消费者所认可，但在钛合金镜架的生产过程中，工序繁多，且有别于其他的金属镜架加工，钛合金镜架不易加工，因此成本较高，且钛合金镜架生产过程中，需要大量的人工参与，属于劳动密集型行业，在当前疫情形势下很容易受到疫情的影响从而导致停工。现在市面上大部分镜架都是标准化生产，但是人的面部特征是属于千变万化各不相同的，大部分的消费者无法选择到一副完全符合自己面部特征的镜架，尤其对于儿童来说，发育较快，对于完全定制化的镜架有着更高的需求。

3D打印是快速成型技术的一种，其具有成型周期短、自动化程度高，更容易成型复杂形状的零件等特点。由于3D打印属于原材料直接成型，成型精度受到原料物性及打印设备成型精度影响，表面精度往往较差，因此大部分的3D打印技术均需要后处理来满足最终产品对表面精度的要求，而将表面处理到最终产品的精度，往往需要不同的表面处理方法配合使用，需要耗费大量的时间及人工成本，因此开发一种集成化的表面处理方式对于3D打印的产业化推广来说具有重要工程意义。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种3D打印钛合金镜架的后处理装置及处理方法，解决了现有技术中存在的3D打印钛合金镜框处理周期长，处理步骤繁琐的问题，同时提高了钛合金镜架后处理的表面质量，有助于钛合金镜架在3D打印成型后的使用效果。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种3D打印钛合金镜架的后处理装置，其特征在于，包括：

外筒体，在其顶部可启闭的盖体，所述盖体上开设有进液孔和进料孔；

内筒，设置在所述外筒体内且与外筒体内底面封闭贯通；

超声装置，其沿周向间距均布在所述外筒体内壁及内筒外壁之间；

镜架固定驱动装置，其间距均布在所述内筒内并可拆卸的悬挂钛合金镜架；

喷砂装置，设置在所述内筒内且与所述镜架固定驱动装置对应；

搅拌装置，设置在所述内筒中心；

磁力抛光装置，设置于所述外筒体底部。

优选的，所述外筒体顶部还设置有安装板，所述镜架固定驱动装置包括在所述外筒体内底面沿周向开设的安装卡槽，在每个所述安装卡槽与安装板之间均竖向转动设有镜架固定架，在所述安装板上还设置有与镜架固定架连接的驱动部件。

优选的，所述镜架固定架为柱状结构，在其外壁均布有悬挂钛合金镜架的弹性挂钩。

优选的，所述喷砂装置包括固定在所述安装板上的齿轮电机及齿轮啮合的齿条，所述齿条上均设置有靠近每个所述镜架固定架且穿设至所述盖体外部的喷砂管，所述喷砂管底端均设置有喷砂嘴。

优选的，所述搅拌装置包括在顶盖上设置的且伸入至内筒中的搅拌轴，所述搅拌轴底端沿周向间距设置有曲线型搅拌叶片。

优选的，所述磁力抛光装置包括在所述外筒体底部设置的磁体旋转盘，其上均布有永磁体块，在所述内筒内还均布有磁针。

一种3D打印钛合金镜架的后处理装置的处理方法，其特征在于，包括以下处理步骤：

S1、将钛合金镜架悬挂固定在所述镜架固定架的弹性挂钩上，并盖上所述盖体；

S2、通过所述喷砂管及喷砂嘴向内筒内持续喷砂，通过所述驱动部件带动多个眼镜固定架同步旋转，同时所述齿轮电机带动齿条及喷砂管上下往复移动，对钛合金镜架进行粗抛，时长为0.5h；

S3、停止粗抛操作并排出喷砂砂砾，通过所述进液孔和进料孔加入抛光液、磁针及抛光砂，开启所述磁体旋转旋转和超声装置，对钛合金镜架进行磁力加超声的复合抛光，时长为4h；

S4、驱动所述搅拌轴的搅拌叶片对混合料进行旋转搅拌，抛光砂与抛光液均匀混合，同时开启超声装置，对钛合金镜架进行研磨抛光加超声抛光，时长为8h；

S5、排出抛光砂与抛光液的混合液，拆卸钛合金镜架。

本发明的有益效果是：

1、本发明公开的后处理装置和处理方法，可以节约3D打印的钛合金镜架表面处理全流程的处理时间及人工参与，及节约后处理成本及处理周期；

2、该处理装置及处理方法可对不同表面处理方式起到协同增效作用，处理效果更优，使得钛合金镜架在处理后，可满足镜框佩戴的表面质量要求；

3、本发明操作简单，自动化程度高，可满足3D打印钛合金镜框批量化表面处理的需求。

附图说明

图1为本发明后处理装置立体结构图。

图2为本发明后处理装置内部结构图。

图3为本发明后处理装置内部俯视结构图。

图4为本发明镜架固定驱动装置整体结构图。

图5为本发明超声装置设置示意图。

图6为本发明喷砂装置结构图。

图7为本发明搅拌装置结构图。

图8为本发明磁力抛光装置结构图。

图9为本发明弹性挂钩结构图。

图10为本发明弹性挂钩悬挂钛合金镜架示意图。

图11为本发明弹性挂钩侧视结构图。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

参照附图1～11所示的一种3D打印钛合金镜架的后处理装置，包括：

外筒体1，在其顶部可启闭的盖体2，所述盖体2上开设有进液孔201和进料孔202，通过进液孔201可向外筒体1内加入抛光砂，进液孔202可加入抛光液，通过盖体2可将外筒体1进行封闭，在对钛合金镜架处理过程中，放置抛光砂和抛光液的外漏。

内筒3，设置在所述外筒体1内且与外筒体1内底面封闭贯通，内筒3内壁，表面镀有耐磨高分子涂层，防止在抛光过程中磨粒对内筒壁的磨损。优选的，在内筒3底部还开设有排液孔(图中未示出)，以便在处理完成后进行废液的排出。

超声装置4，由超声发生器、换能器及振幅块构成，并且其沿周向间距均布在所述外筒体1内壁及内筒3外壁之间，设置内筒3可实现通过超声装置对其内的钛合金镜架进行超声抛光处理。

镜架固定驱动装置，其间距均布在所述内筒3内并可拆卸的悬挂钛合金镜架，防止钛合金镜架在抛光过程与磨粒发生相对位移，影响抛光效果，并在镜架固定驱动装置上镀有耐磨高分子涂层，防止在抛光过程中磨粒对其表面造成的磨损。

喷砂装置，设置在所述内筒3内且与所述镜架固定驱动装置对应，对其上悬挂的钛合金眼镜进行喷砂粗抛处理；搅拌装置，设置在所述内筒3中心，对内筒3内加入的抛光砂和抛光液进行混合搅拌；磁力抛光装置，设置于所述外筒体1底部。

具体的，如图3所示，所述外筒体1顶部还设置有安装板5，所述镜架固定驱动装置包括在所述外筒体1内底面沿周向开设的安装卡槽101，在每个所述安装卡槽101与安装板5之间均竖向转动设有镜架固定架6，在所述安装板5上还设置有与镜架固定架6连接的驱动部件(优选为驱动电机13，并通过皮带14将多个镜架固定架6连接)。在将钛合金眼镜悬挂在每个镜架固定架6上后，通过驱动电机的驱动及皮带的传动，实现多个镜架固定架的同步旋转，并带动其上悬挂的钛合金镜架处于持续旋转的状态。

如图4、9-10所示，所述镜架固定架6为柱状结构，在其外壁均布有悬挂钛合金镜架的弹性挂钩61。所述钛合金镜架具体包括有对称的圆形镜片框a1和连接条a2，镜架固定架6上的弹性挂钩61与每个钛合金镜架的圆形镜片框和连接条对应并相接，实现对钛合金镜架的悬挂操作(如图10所示)。由于在通过弹性挂钩61在对钛合金镜架悬挂时，两者相互接触，使得弹性挂钩61对钛合金镜架存在一定的接触面，该接触面影响后续对钛合金镜架的完整抛光效果，因此为了解决该问题，优选的，如图11所示，在每个所述弹性挂钩61上还设置有开口62a的弹性挂环62，并且该弹性挂环的开口两端依次设置有凹凸插入结构，在当将钛合金镜架的圆形镜片框和连接条套设在相应位置的弹性挂环中后，将弹性挂环的开口通过该凹凸插入结构连接封闭，避免钛合金镜架在旋转抛光的过程中脱离掉落，而弹性挂环的内径均大于圆形镜片框和连接条的外径，使得钛合金在旋转的过程中相对于弹性挂环具有一定的活动范围，可实现对钛合金镜架的完整抛光作用，解决因接触面存在而造成钛合金镜架抛光不完整的问题。

如图6所示，所述喷砂装置包括固定在所述安装板5上的齿轮电机7及齿轮啮合的齿条8，所述齿条8上均设置有靠近每个所述镜架固定架6且穿设至所述盖体2外部的喷砂管9，所述喷砂管9底端均设置有喷砂嘴91。在镜架固定架带动钛合金镜架持续旋转的过程中，通过喷砂管9持续喷入粗粒抛光砂，并通过喷砂嘴91喷出并与钛合金镜架对应接触，同时通过齿轮电机7的动作，带动齿条8和喷砂管9以及喷砂嘴91上下往复移动，对镜架固定架上均布的钛合金镜架进行完整的粗抛操作。

如图2、7所示，所述搅拌装置包括在顶盖2上设置的且伸入至内筒3中的搅拌轴10，所述搅拌轴10底端沿周向间距设置有曲线型搅拌叶片10a，其优选位于内筒3的二分之一高度处，并在搅拌轴10和曲线型搅拌叶片10a表面均镀有耐磨高分子涂层，以减少砂砾对其的磨损。在搅拌杆10的顶端连接有驱动电机，其带动搅拌轴10和曲线型搅拌叶片10a转动，对内筒3内加入的抛光砂和抛光液进行充分的搅拌混合。

如图8所示，所述磁力抛光装置包括在所述外筒体1底部设置的磁体旋转盘11(其底部设置有磁力旋转电机15)，其上均布有永磁体块12，在所述内筒3内还均布有磁针。在驱动磁体旋转盘11旋转的过程中，永磁体块12形成旋转电场，带动内筒3内加入的磁针旋转，对钛合金镜架进行抛光。

一种3D打印钛合金镜架的后处理装置的处理方法，其特征在于，包括以下处理步骤：

S1、将钛合金镜架悬挂固定在所述镜架固定架6的弹性挂钩61上的弹性挂环中，并盖上所述盖体2。

S2、首先，通过所述喷砂管9及喷砂嘴91向内筒3内持续喷入粗砂砾，通过所述驱动电机带动多个眼镜固定架6同步旋转，同时所述齿轮电机7带动齿条8及喷砂管9上下往复移动，对钛合金镜架进行粗抛，时长为0.5h。

S3、停止粗抛操作并将粗砂排出，通过所述进液孔101和进料孔102加入抛光液、磁针及按比例加入细粒的抛光砂，开启所述磁体旋转盘11旋转和超声装置4，对钛合金镜架进行磁力加超声的复合抛光，时长为4h。在此过程中由于抛光砂不具备磁性，因此并不会运动，会沉积在内筒3底部。

S4、驱动所述搅拌轴10的搅拌叶片10a对混合料进行旋转搅拌，抛光砂与抛光液均匀混合，同时开启超声装置4，对钛合金镜架进行研磨抛光加超声抛光，时长为8h。

在上述不同的抛光操作中，镜架固定架6一直处于旋转状态，使得钛合金镜架的抛光更为均匀、无死角。

S5、排出抛光砂与抛光液的混合液，拆卸钛合金镜架。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。