SLA三维打印工件的自动化清洗方法和系统

技术领域

本发明涉及自动清洁技术领域，具体地，涉及一种SLA三维打印工件的自动化清洗方法和系统。

背景技术

3D打印技术制造速度快、成本低，可制造复杂零件，并可预先消除缺陷。也正是因为其打印工件结构复杂，形式多样，在后处理阶段，对工件表面的清洁就显得特别困难，目前行业内多是采用常规超声设备加酒精清洁的方案。这种方案自动化程度底，往往工人要站在超声池边，手工参与，因此安全风险大，对人体伤害也比较严重。

目前3D打印行业多采用常规的超声波清洗机、结合酒精使用，安全风险大、环保压力大。同时人工干预多，对清洗不干净的地方，常是人工用气枪冲洗，对员工身体危害大。另外对于工件清洗工艺没有积累，不同尺寸，不同大小，都是靠人工干预来解决，自动化程度低。

目前自动化清洗行业对3D打印产品的清洗工艺没有引起重视，尚无相应的解决方案，我们经过工艺摸索，结合大量的基础测试，提供了基本完善的3D打印行业清洗解决方案。

专利文献CN106694456A(申请号：201510774799.4)公开了一种工件自动化清洗的自动清洗设备，包括机械手控制系统、清洗槽控制系统、安全监控系统以及PLC控制系统；其结构要点是：所述机械手控制系统的机械手连接有料篮，所述清洗槽控制系统由超声波清洗槽、超声波漂洗槽、鼓泡漂洗槽、防氧化漂洗槽、切风沥水槽及热风干燥槽组成；所述PLC控制系统包括PLC控制器、人机对话触摸屏、传感器及报警装置，所述PLC控制系统分别与安全监控系统、清洗槽控制系统、机械手控制系统相连。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种SLA三维打印工件的自动化清洗方法和系统。

根据本发明提供的SLA三维打印工件的自动化清洗方法，包括：

步骤1：通过风吹工艺去除表面残留树脂；

步骤2：采用喷淋工艺进一步清洁工件表面残留树脂；

步骤3：采用浸泡工艺，对工件进行彻底清洁；

步骤4：采用自动化的物料输送平台，对工件进行从上料到清洁的全过程自动化运输和清洗。

优选的，所述风吹工艺包括：通过4根2mm通径的高压气管，以0.6MPa风压对工件表面进行风吹，同时对物料输送平台进行往返运动，通过风压去除工件表面的残留树脂。

优选的，所述喷淋工艺包括：使用6L/min、10bar压力系统提供喷淋液，通过4只65度锥形喷嘴，对工件进行往返全截面喷淋清洗。

优选的，所述浸泡工艺包括：将工件整体浸泡在酒精溶剂中，通过旋转机构驱动工件以转速100r/min进行正反转动，同时控制清洗时间，对工件的内腔及复杂结构表面进行清洗。

优选的，通过直线模组，对物料输送平台进行水平移动、升降运动和旋转运动；

通过U型提篮结构，实现工件和物料输送平台的分离。

根据本发明提供的SLA三维打印工件的自动化清洗系统，包括：

模块M1：通过风吹工艺去除表面残留树脂；

模块M2：采用喷淋工艺进一步清洁工件表面残留树脂；

模块M3：采用浸泡工艺，对工件进行彻底清洁；

模块M4：采用自动化的物料输送平台，对工件进行从上料到清洁的全过程自动化运输和清洗。

优选的，所述风吹工艺包括：通过4根2mm通径的高压气管，以0.6MPa风压对工件表面进行风吹，同时对物料输送平台进行往返运动，通过风压去除工件表面的残留树脂。

优选的，所述喷淋工艺包括：使用6L/min、10bar压力系统提供喷淋液，通过4只65度锥形喷嘴，对工件进行往返全截面喷淋清洗。

优选的，所述浸泡工艺包括：将工件整体浸泡在酒精溶剂中，通过旋转机构驱动工件以转速100r/min进行正反转动，同时控制清洗时间，对工件的内腔及复杂结构表面进行清洗。

优选的，通过直线模组，对物料输送平台进行水平移动、升降运动和旋转运动；

通过U型提篮结构，实现工件和物料输送平台的分离。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过采用风吹-喷淋-浸泡的组合工艺方法，结合自动化驱动技术，解决了SLA打印树脂件复杂表面清洗难、自动化程度低的问题，本设备为一种SLA三维打印生产过程自动化、重要节点工艺的突破；

2、本发明通过采用风吹-喷淋-浸泡的组合工艺的方法，结合自动化驱动技术，解决了SLA打印树脂件，表面结构复杂清洗难、清洗工艺自动化程度低的问题；

3、本发明方法自动化程度高，同时注重安全与环保，适合SLA三维打印自动化工厂建设的推广应用，有广阔的行业应用前景。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种SLA三维打印件自动化清洗设备的工作流程图；

图2为本发明一种SLA三维打印件自动化清洗设备的工作原理图；

图3为本发明一种SLA三维打印件自动化清洗设备的简单示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

根据本发明提供的一种SLA三维打印件自动化清洗设备的制备方法，制备流程如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：将SLA设备打印的工件，整体或分散放入清洗设备中；

步骤2：选取工件高度200以上方案，启动设备后，水平送料机构会自动将工件送至风吹工位；

步骤3：风吹策略根据工件特点，采用大风量模式、反复风吹8个循环，可以清洁70％的残留树脂；

步骤4：送入喷淋工位，采用的间断喷雾模式，喷10秒，同时工件做反复运动；

步骤5：液体附着和冲刷，可以进一步清洗工件表面，此时清洁度可以达到85％的水平；

步骤6：通过垂直机构抓取，然后水平运动，将工件自动送入浸泡池中；

步骤7：通过控制液体的流动，搅拌5分钟，死角位置得到充分清洗，清洁度可以达到SLA工艺要求；

步骤8：通过垂直机构抓取提篮，将试样运至出口；

采用本对比例的方法，经确认，工件得到充分清洗，清洁度可以达到SLA工艺要求。

实施例2：

步骤1：将SLA设备打印的工件，整体或分散放入清洗设备中；

步骤2：选取高度200mm以下工件方案，启动设备后，水平送料机构会自动将工件送至风吹工位；

步骤3：风吹策略根据工件特点，采用中风量模式，并自动调整吹风口间距至较近位置、反复风吹5个循环，可以清洁75％的残留树脂；

步骤4：送入喷淋工位，采用的连续喷雾模式，喷5秒，同时工件做反复运动；

步骤5：液体附着和冲刷，可以进一步清洗工件表面，此时清洁度可以达到90％的水平；

步骤6：通过垂直机构抓取，然后水平运动，将工件自动送入浸泡池中；

步骤7：通过控制液体的流动，搅拌4分钟；

步骤8：通过垂直机构抓取提篮，将试样运至出口；

采用本对比例的方法，经确认，工件得到充分清洗，清洁度可以达到SLA工艺要求。

实施例3：

根据本发明提供的SLA三维打印工件的自动化清洗系统，包括：

模块M1：通过风吹工艺去除表面残留树脂；

模块M2：采用喷淋工艺进一步清洁工件表面残留树脂；

模块M3：采用浸泡工艺，对工件进行彻底清洁；

模块M4：采用自动化的物料输送平台，对工件进行从上料到清洁的全过程自动化运输和清洗。

优选的，所述风吹工艺包括：通过4根2mm通径的高压气管，以0.6MPa风压对工件表面进行风吹，同时对物料输送平台进行往返运动，通过风压去除工件表面的残留树脂。

优选的，所述喷淋工艺包括：使用6L/min、10bar压力系统提供喷淋液，通过4只65度锥形喷嘴，对工件进行往返全截面喷淋清洗。

优选的，所述浸泡工艺包括：将工件整体浸泡在酒精溶剂中，通过旋转机构驱动工件以转速100r/min进行正反转动，同时控制清洗时间，对工件的内腔及复杂结构表面进行清洗。

优选的，通过直线模组，对物料输送平台进行水平移动、升降运动和旋转运动；

通过U型提篮结构，实现工件和物料输送平台的分离。

本发明所述的一种SLA三维打印件自动化清洗设备的制备方法原理如图2所示，具体为，设备由三个模块组成，分别为：

运动控制系统及操作软件：由运动控制器、触屏一体工控机、PLC及变频器、定制开发的工艺控制软件等组成；

三个清洗工艺模块及运动模组：由风吹工艺、喷淋工艺、浸泡工艺及运动模组组成；

安全报警及环境监测系统：由温度检测、气氛浓度检测及排气系统、报警系统组成；设备实现了全自动控制、模块化设计、以及安全环保要求。

如图3所示，为本发明一种SLA三维打印件自动化清洗设备的简单示意图，实现如下功能：

A、通过专用的提篮，实现SLA打印机网板的输送；

B、通过直线模组，实现样品与网板组件的水平移动，升降运动，以及浸泡运动；

C、特制的风吹管路及经过验证测试的风吹喷嘴组合方案，能够清除物料表面大部分的树脂残留，并且可以回收树脂，提供树脂利用率；

D、特制的喷淋管路及经过验证测试的喷淋喷嘴组合方案，能够对不易清除的工件表面树脂做进一步清洁；

E、通过浸泡清洗工艺，及配套的拨轮机构、过滤机构，实现对工件难以清洁的内部腔体实现全面的清洗；

F、清洗完成，可以自动提篮，实现提篮与工件的分离；

G、集成化的环境检测传感器系统、溶剂过滤系统、排气系统，设备安全、环保。

A中，提篮设计采用了方便网板放置的开口设计，即方便样品放置的网孔结构提篮。

B中，物料传送采用直线模组驱动，高效率，高精度，不同于常规的链条传动。

C中，所述风吹管路及经过验证测试的风吹喷嘴组合方案，是在SLA清洗领域的创新应用，具有清洁及树脂回收、提高物料利用率的双重价值。

D中，所述特制的喷淋管路及经过验证测试的喷淋喷嘴组合方案，可以实现复杂工件表面85％区域的清洁，通过时间及流量控制，可以实现多种组合工艺，以针对不同材料、不同尺寸工件的清洗需求。

E中，所述浸泡清洗工艺，解决了SLA工件复杂表面及内部腔体的清洁问题，浸泡同时采用拨轮搅拌清洁工艺，将传统工艺创新应用到SLA清洗领域。

F中，所述自动提篮，及提篮与工件分离工艺，采用专门设计的U型提篮结构，可自动实现提篮与网板的分离。另外更换网孔提篮，又可以实现零散工件的自动清洗，适合广泛的应用场景。

G中，通过集成化的环境检测传感器系统、溶剂过滤系统、排气系统，集成了气体浓度检测、溶剂温度检测，安全报警和气体过滤功能，实现产品的智能化。

通过各部件的物流顺序：

1.工件放入水平送料机构上的提篮；

2.送料机构水平运动到达风吹系统下方；

3.按控制方案完成吹风循环；

4.喷淋系统移动调整工位；

5.按控制方案完成喷淋循环；

6.送料机构将工件输送到竖直移动机构下方；

7.竖直移动机构勾起提篮，整体移动放入浸泡清洗系统；

8.开启浸泡系统；

9.浸泡清洗完成，竖直移动机构将提篮勾起；

10.整体移动到出料系统上，放下提篮，清洗完成。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。