3D打印產(chǎn)品后處理項目二

SLA打印產(chǎn)品的清洗學習目標1.了解3D打印產(chǎn)品清洗的原理和分類。2.了解SLA打印產(chǎn)品的二次固化原理。3.了解超聲波清洗機的工作原理和操作步驟。4.掌握SLA打印產(chǎn)品清洗的工藝流程。5.掌握SLA打印產(chǎn)品二次固化的工藝流程。6.能熟練使用工具從打印平臺取下零件并去除支撐結(jié)構(gòu)。7.能獨立完成3D打印產(chǎn)品的清洗和干燥工作。8.能獨立完成3D打印產(chǎn)品的二次固化，并對其進行質(zhì)量檢驗。9.能獨立完成相關(guān)化學品的安全處理工作。任務描述

本任務就是將SLA打印機上打印完的挖掘機零件從打印平臺取下，并進行清洗，然后完成模型的二次固化，如圖所示為挖掘機零件清洗前后對照圖。挖掘機零件較多，形狀各異，在清洗過程中需要注意操作方法，合理利用手中的工具和材料，穿戴好個人防護用品，注意化學品的使用安全。挖掘機零件清洗前后對照圖a）清洗前b）清洗后一、清洗的原理3D打印產(chǎn)品清洗就是利用水、空氣和溶劑等介質(zhì)，對3D打印產(chǎn)品表面的雜質(zhì)、灰塵、污漬和黏液進行分離的過程。

在3D打印工藝中，SLA打印產(chǎn)品表面質(zhì)量較高，但是在打印完成后，表面會附著一層光敏樹脂，它具有很高的黏度，影響后續(xù)產(chǎn)品的拋光、上色，因此需要先進行清洗。如圖所示為SLA成形產(chǎn)品清洗前后對照圖。SLA成形產(chǎn)品清洗前后對照圖

a）清洗前b）清洗后二、清洗的分類根據(jù)清洗時使用的介質(zhì)不同，3D打印產(chǎn)品的清洗方法分為以下幾類：1.壓縮空氣清洗法

壓縮空氣清洗法是指利用高速流動的壓縮空氣使3D打印產(chǎn)品表面的粉塵脫離產(chǎn)品，如圖所示。主要應用于3D打印產(chǎn)品后處理的清洗，同時也可以利用高速流動的氣體使成形產(chǎn)品的表面快速干燥。壓縮空氣清洗法2.液體清洗法根據(jù)液體的屬性不同，可細分為以下幾類：（1）用清水沖洗3D打印產(chǎn)品在后處理過程中可能會黏附其他污漬，此時可以用清水將其沖掉，如圖所示。通常FDM打印產(chǎn)品后處理過程中黏附的污漬都可以用清水清洗。注意：沖洗后的產(chǎn)品一定要進行干燥處理。清水沖洗法二、清洗的分類（2）用清洗液清洗清洗液一般采用洗滌靈或去污粉和水按一定比例調(diào)制而成，溫度控制為30～40℃，主要用于清理脫模劑、汗?jié)n、油污等。清洗前，先將產(chǎn)品在清洗液中浸泡約5min，然后使用毛刷或牙刷清洗產(chǎn)品表面。二、清洗的分類2.液體清洗法（3）用酒精清洗

用酒精清洗是指使用濃度不低于75%的酒精進行產(chǎn)品表面的清洗，主要用于清洗SLA打印產(chǎn)品，如圖所示，使用毛刷清洗產(chǎn)品表面，清洗完成后需要用吸水紙擦拭產(chǎn)品表面。操作過程中要注意佩戴防護器具，遵守安全操作規(guī)程。酒精清洗法二、清洗的分類2.液體清洗法3.用超聲波清洗機清洗光敏樹脂成形的產(chǎn)品表面黏附有樹脂，對于結(jié)構(gòu)復雜的成形產(chǎn)品，使用手動清洗很難將產(chǎn)品內(nèi)部一些隱蔽的地方清洗干凈，就需要使用超聲波清洗機進行清洗，如圖所示。用超聲波清洗機清洗產(chǎn)品二、清洗的分類三、SLA打印產(chǎn)品取件1.取件及去除支撐結(jié)構(gòu)的工具

使用SLA設備打印產(chǎn)品時，產(chǎn)品和打印平臺之間采用支撐結(jié)構(gòu)固定，當產(chǎn)品打印完成后，需要將產(chǎn)品從打印機的打印平臺上取出，在取件過程中需要用到表所列的工具，其用途見表。2.取件的操作流程SLA產(chǎn)品打印完成后，打印平臺會自動抬起，這時產(chǎn)品表面附著了很多光敏樹脂，一般不要馬上取件，需要等待5min左右，讓光敏樹脂自動掉落一部分。SLA打印產(chǎn)品鏟取方向和位置三、SLA打印產(chǎn)品取件2.取件的操作流程

（1）鏟取產(chǎn)品鏟取產(chǎn)品前，先觀察產(chǎn)品的擺放位置和支撐結(jié)構(gòu)的位置，確定鏟取的方向和位置。一般從最高支撐結(jié)構(gòu)往最低支撐結(jié)構(gòu)的方向鏟取；鏟取位置為支撐結(jié)構(gòu)與平臺接觸的部位。鏟取產(chǎn)品時，一只手扶住產(chǎn)品，另一只手將鏟刀傾斜緊貼著平臺，將產(chǎn)品鏟取后放入托盤中。SLA打印產(chǎn)品鏟取方向和位置三、SLA打印產(chǎn)品取件（2）清理平臺

在鏟取產(chǎn)品的過程中，會有一些支撐結(jié)構(gòu)沒有鏟除干凈，仍留在打印平臺上，或者一些支撐結(jié)構(gòu)掉落在打印平臺上，這時需要清理掉打印平臺上的支撐結(jié)構(gòu)。使用鏟刀鏟除打印平臺上的支撐結(jié)構(gòu)，對于掉落的支撐結(jié)構(gòu)使用鑷子將其取出，以防止影響下次打印的質(zhì)量。三、SLA打印產(chǎn)品取件2.取件的操作流程（3）注意事項1）在鏟取產(chǎn)品的過程中需要控制好力度，以防止將平臺劃傷。2）在鏟取細小產(chǎn)品時應注意保護產(chǎn)品的完整性，并防止零件掉落。3）在取件時，防止液體滴落在設備平臺以外的地方，如有滴落應及時清洗。三、SLA打印產(chǎn)品取件2.取件的操作流程3.去除支撐結(jié)構(gòu)的方法（1）手工去除支撐結(jié)構(gòu)SLA打印產(chǎn)品的支撐結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品的連接較松散，對于一些在產(chǎn)品表面的細長支撐結(jié)構(gòu)，可以直接用手將其去掉，如圖所示。手工去除支撐結(jié)構(gòu)主要用于初期快速去除支撐結(jié)構(gòu)。手工去除SLA產(chǎn)品支撐結(jié)構(gòu)

a）產(chǎn)品支撐結(jié)構(gòu)的位置b）手工去除支撐結(jié)構(gòu)三、SLA打印產(chǎn)品取件3.去除支撐結(jié)構(gòu)的方法（2）用工具去除支撐結(jié)構(gòu)1）用鏟刀去除支撐結(jié)構(gòu)。SLA打印產(chǎn)品時，需要將產(chǎn)品與平臺連接在一起，即需要加底層支撐結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品的表面為平面時，就會產(chǎn)生很規(guī)整的支撐結(jié)構(gòu)，這種情況下很適合用鏟刀快速去除支撐結(jié)構(gòu)。三、SLA打印產(chǎn)品取件用鏟刀去除SLA產(chǎn)品支撐結(jié)構(gòu)a）產(chǎn)品支撐結(jié)構(gòu)的位置b）用鏟刀去除支撐結(jié)構(gòu)3.去除支撐結(jié)構(gòu)的方法（2）用工具去除支撐結(jié)構(gòu)2）用剪鉗去除支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)位于產(chǎn)品兩凸起形狀之間，或者支撐結(jié)構(gòu)所在面為異形面的，適合用剪鉗去除，如圖所示。用剪鉗去除SLA產(chǎn)品支撐結(jié)構(gòu)a）產(chǎn)品支撐結(jié)構(gòu)的位置b）用剪鉗去除支撐結(jié)構(gòu)三、SLA打印產(chǎn)品取件3.去除支撐結(jié)構(gòu)的方法（2）用工具去除支撐結(jié)構(gòu)3）用鑷子去除支撐結(jié)構(gòu)。鑷子主要用于去除產(chǎn)品內(nèi)部較深的一些支撐結(jié)構(gòu)，如圖所示。用鑷子去除SLA產(chǎn)品支撐結(jié)構(gòu)a）產(chǎn)品支撐結(jié)構(gòu)的位置b）用鑷子去除支撐結(jié)構(gòu)三、SLA打印產(chǎn)品取件四、手工清洗SLA打印產(chǎn)品1.酒精的特性SLA打印完成的產(chǎn)品表面有光敏樹脂黏液，當將產(chǎn)品從打印平臺上取出后，必須將表面殘留的光敏樹脂清洗掉，以防止其見光固化，影響產(chǎn)品精度。酒精屬于易燃、易爆物品，存放時要注意以下三點：（1）存放酒精處要保持通風，溫度不能太高，更不能有明火，同時存放地點要配備滅火器，并與一些容易混淆的胺類、酸類等分區(qū)存放。（2）分裝酒精時要注意通風良好且操作人員需具備專業(yè)知識，防止靜電積聚等。（3）散裝酒精存放管理時，未經(jīng)培訓的人員不得隨意取用，存放區(qū)域要遠離明火作業(yè)。2.手工清洗SLA打印產(chǎn)品的操作流程

對于結(jié)構(gòu)簡單、表面平滑的SLA打印產(chǎn)品，采用手工清洗即可。

（1）SLA打印產(chǎn)品的預處理SLA打印產(chǎn)品去除支撐結(jié)構(gòu)后，表面會殘留一些支撐結(jié)構(gòu)和黏液，可以先噴淋酒精，再用毛刷對產(chǎn)品表面進行預處理。SLA打印產(chǎn)品的預處理

a）75%醫(yī)用酒精b）噴淋酒精四、手工清洗SLA打印產(chǎn)品2.手工清洗SLA打印產(chǎn)品的操作流程

（2）粗洗SLA打印產(chǎn)品

預處理完成后，要對SLA打印產(chǎn)品進行粗洗。準備一個帶蓋的容器，開蓋后倒入酒精，將SLA打印產(chǎn)品沒入其中，使用毛刷對其表面進行刷洗，然后用工業(yè)擦拭紙將其表面的酒精擦拭干凈。SLA打印產(chǎn)品手工粗洗

a）用毛刷刷洗b）用工業(yè)擦拭紙擦拭四、手工清洗SLA打印產(chǎn)品2.手工清洗SLA打印產(chǎn)品的操作流程

（3）精洗SLA打印產(chǎn)品

粗洗完成后由于酒精中已經(jīng)有了光固化樹脂，酒精已被污染，不宜繼續(xù)對SLA打印產(chǎn)品進行精洗。可再準備一個容器，倒入酒精將SLA打印產(chǎn)品沒入其中，使用毛刷對其表面進行刷洗，然后用工業(yè)擦拭紙將其表面的酒精擦拭干凈。SLA打印產(chǎn)品手工精洗a）用毛刷刷洗b）用工業(yè)擦拭紙擦拭四、手工清洗SLA打印產(chǎn)品3.注意事項（1）在整個清洗過程中要做好防護，戴好手套、口罩和護目鏡。（2）需要準備兩個存放酒精的帶蓋容器，一個用于粗洗，一個用于精洗。（3）建議使用75%的醫(yī)用酒精。四、手工清洗SLA打印產(chǎn)品五、超聲波清洗機1.超聲波清洗機的工作原理

超聲波清洗機的工作原理主要是通過換能器，將高頻電氣振蕩轉(zhuǎn)換成機械振動，通過清洗槽的槽壁使槽中的清洗液振動，槽內(nèi)液體中的微氣泡能在聲波的作用下保持振動，當聲壓或者聲強受到壓力到達一定程度時，氣泡就會迅速膨脹，然后又突然破碎。超聲波清洗機的工作原理1—電源2—清洗槽3—換能器2.超聲波清洗機的結(jié)構(gòu)

（1）清洗槽清洗槽用于盛放待洗零件，由不銹鋼制成，可安裝加熱及控溫裝置。清洗槽底部粘接超聲波換能器。

（2）換能器換能器將電能轉(zhuǎn)換成機械能，壓電陶瓷換能器的頻率、功率視具體機型而不同。

（3）電源電源為換能器提供所需電能，主要包括逆變電源、IGBT元件和過流保護線路等。五、超聲波清洗機3.超聲波清洗機的操作流程（1）準備在清洗槽內(nèi)加入清洗液，要求達到預定水位（2/3容積），放入已去除支撐結(jié)構(gòu)的SLA打印產(chǎn)品。（2）設置清洗時間超聲波清洗機操作面板如圖所示。旋轉(zhuǎn)時間旋鈕到需要的清洗時間，一般設置10～20min。當清洗時間遞減為0時，蜂鳴器報警，表示清洗結(jié)束。超聲波清洗機操作面板五、超聲波清洗機3.超聲波清洗機的操作流程（3）設置加熱溫度使用加熱功能時，清洗槽液位必須達到容積的2/3處，然后轉(zhuǎn)動加熱旋鈕到需要的溫度，加熱溫度指示燈閃爍，當清洗槽溫度達到設定溫度值時則自動停止加熱，一般溫度設置為25～30℃，以提高清洗效果。（4）打開開關(guān)將超聲波清洗機電源插頭插入220V三相電源插座后，按動電源開關(guān)，設備啟動，顯示窗顯示，同時激活其他各功能鍵。清洗完畢，按動電源開關(guān)，切斷工作電源。五、超聲波清洗機3.超聲波清洗機的操作流程

（5）回收清洗液清洗完成后，如果長時間不需要使用清洗液，就需要將其回收。首先將設備靜置一段時間，待已經(jīng)溶解的樹脂沉淀在清洗槽底部后，再使用排液閥將清洗液裝回玻璃瓶，密封放置在防爆柜中，最后將剩下的樹脂置于日光下暴曬使其固化，之后按塑料垃圾進行處理即可。五、超聲波清洗機4.超聲波清洗的操作注意事項（1）清洗時間要根據(jù)產(chǎn)品的形狀確定，細小零件的清洗時間設置為5～10min，大型零件清洗時間設置為10～20min，并要防止在清洗過程中損壞零件。（2）加熱溫度一般設置為20～30℃，不要太高，以防止零件變形。（3）在清洗過程中如果發(fā)現(xiàn)沒有清洗干凈，進行第二次清洗時，需要將零件位置進行調(diào)整，以確保清洗充分。（4）注意酒精等易燃、易爆溶劑不能加熱。五、超聲波清洗機六、SLA打印產(chǎn)品的二次固化1.光敏樹脂的特性

光敏樹脂即UV樹脂，由聚合物單體與預聚體組成，其中加有光（紫外線）引發(fā)劑（又稱光敏劑）。光敏樹脂在一定波長的紫外線（250～300nm）照射下會立刻引起聚合反應，完成固化。其符合SLA技術(shù)用材料的使用要求，具有黏度低、流平快、固化速度快且收縮小、溶脹小、無毒副作用等性能特點。2.光敏樹脂二次固化原理

光敏樹脂成形是利用紫外線（UV）激光束選擇性地一層一層固化聚合樹脂的成形方式。打印完成的產(chǎn)品雖然已經(jīng)成形但并沒有完全固化，成形體材質(zhì)較軟，表面覆蓋光敏樹脂，需要將清洗后的產(chǎn)品用紫外線進行照射，使產(chǎn)品二次固化。六、SLA打印產(chǎn)品的二次固化3.光敏樹脂二次固化的操作流程（1）準備產(chǎn)品二次固化前，SLA打印產(chǎn)品必須進行清洗，產(chǎn)品上不能殘留樹脂，以防止二次固化時將這些殘留的樹脂固化，影響產(chǎn)品表面精度。（2）設置固化箱的參數(shù)設置固化時間，一般固化時間設置為15～20min，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速設置為中速。固化箱的面。固化箱的面板六、SLA打印產(chǎn)品的二次固化3.光敏樹脂二次固化的操作流程（3）產(chǎn)品固化啟動設備，達到固化時間后，打開固化箱，檢查產(chǎn)品固化情況。由于與轉(zhuǎn)盤接觸的面無法固化，因此需要將產(chǎn)品顛倒放置，再固化一次，如圖所示。

（4）檢查固化效果檢查產(chǎn)品表面是否有黏性。SLA打印產(chǎn)品固化六、SLA打印產(chǎn)品的二次固化4.光敏樹脂二次固化操作注意事項（1）工作環(huán)境溫度合適，注意通風，以操作者不出汗為宜。（2）操作者戴好個人防護用具，防止皮膚接觸光固化液體涂料。如果皮膚接觸涂料后過敏，可以每2h用肥皂水清洗一次。（3）紫外光源對人的眼睛和皮膚有危害，固化時不要直接看紫外光源，或者使其直接照射在皮膚上，看紫外光源時要戴好防護眼鏡。六、SLA打印產(chǎn)品的二次固化4.光敏樹脂二次固化操作注意事項（4）固化前一定要先清洗SLA打印產(chǎn)品。（5）固化時間不宜過長，防止因固化過度而使產(chǎn)品變脆或變形。（6）固化后需要將產(chǎn)品放置在黑色密封箱中，防止陽光、燈光的紫外線長期照射。六、SLA打印產(chǎn)品的二次固化任務實施一、任務準備本任務是將用SLA工藝打印的挖掘機零件進行清洗，為后續(xù)的打磨、拋光及噴涂做好準備。任務內(nèi)容是將挖掘機零件從打印平臺上取出，并對其進行去除支撐結(jié)構(gòu)、清洗和二次固化處理，如圖所示。挖掘機零件清洗任務

a）打印完成b）去除支撐結(jié)構(gòu)c）清洗、二次固化完成根據(jù)任務要求提前準備相應的工具、材料、設備和勞動保護用品等，見表。工具、材料、設備和勞動保護用品清單任務實施二、制定挖掘機零件清洗工藝

挖掘機零件數(shù)量較多，每個零件形狀各異，尺寸不一。根據(jù)各零件特點分別采用不同的清洗工藝，結(jié)構(gòu)簡單且清洗時易于操作的零件采用手工清洗；結(jié)構(gòu)復雜、尺寸較小的零件采用超聲波清洗。手工清洗零件超聲波清洗零件任務實施三、挖掘機模型的清洗1.取件（1）準備取件工具準備不銹鋼托盤、手套、護目鏡、口罩、鏟刀、鑷子、工業(yè)擦拭紙等。任務實施1.取件（2）鏟取零件

一只手扶住模型，另一只手拿鏟刀，鏟刀刀刃緊貼打印平臺，鏟刀與打印平臺傾斜，將支撐結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品和打印平臺分離，拿起模型讓表面樹脂滴落，然后放置于托盤中。三、挖掘機模型的清洗任務實施1.取件

（3）清潔工作平臺

用鏟刀將支撐結(jié)構(gòu)和平臺接觸面再輕輕鏟除一次，然后用鑷子撿起掉落在打印平臺上的支撐結(jié)構(gòu)，用工業(yè)擦拭紙清潔滴落在導軌上的樹脂。任務實施2.去除支撐結(jié)構(gòu)

（1）準備去除支撐結(jié)構(gòu)的用品

準備不銹鋼托盤、SLA打印產(chǎn)品、手套、護目鏡、口罩、鏟刀、剪鉗、鑷子、毛刷、酒精、噴壺和工業(yè)擦拭紙。任務實施2.去除支撐結(jié)構(gòu)

（2）手工去除支撐結(jié)構(gòu)

拿到SLA打印模型后，觀察模型的形狀和支撐結(jié)構(gòu)的位置，先用手將產(chǎn)品表面的支撐結(jié)構(gòu)去除。任務實施2.去除支撐結(jié)構(gòu)

（3）用工具去除支撐結(jié)構(gòu)

選擇合適的工具去除用手工無法去除的支撐結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品表面為平面時選擇鏟刀，輕輕地鏟除剩余的支撐結(jié)構(gòu)；產(chǎn)品表面為曲面時則采用剪鉗剪掉剩余的支撐結(jié)構(gòu)；支撐結(jié)構(gòu)在狹小的縫隙或者較深的產(chǎn)品內(nèi)部時，則用鑷子夾取剩余的支撐結(jié)構(gòu)。任務實施2.去除支撐結(jié)構(gòu)

（4）清洗工具

使用噴壺將酒精噴灑在工具表面，然后用工業(yè)擦拭紙將其擦拭干凈，放回工具存放處。任務實施3.手工清洗

（1）準備手工清洗用品

準備兩個裝酒精的容器、去除完支撐結(jié)構(gòu)的SLA打印產(chǎn)品、手套、護目鏡、口罩、鑷子、毛刷、酒精、噴壺和工業(yè)擦拭紙等。任務實施3.手工清洗（2）清除支撐結(jié)構(gòu)

使用噴壺將酒精噴淋到初步去除完支撐結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品表面，用毛刷刷掉黏附在產(chǎn)品表面的支撐結(jié)構(gòu)，最后用工業(yè)擦拭紙擦干模型。任務實施3.手工清洗

（3）粗洗

在一個容器內(nèi)裝入酒精，將產(chǎn)品完全浸泡在酒精中，用毛刷反復刷洗各表面5～10次，用工業(yè)擦拭紙擦拭干凈。任務實施3.手工清洗

（4）精洗在另一個容器內(nèi)裝入酒精，將產(chǎn)品完全浸泡在酒精中，用毛刷反復刷洗各表面5～10次，用工業(yè)擦拭紙擦拭干凈。任務實施4.超聲波清洗

（1）準備設備

準備超聲波清