资源简介

(共62张PPT)
3D打印产品后处理
项目二 SLA 打印产品的清洗
学习目标
1.了解 3D 打印产品清洗的原理和分类。
2.了解 SLA 打印产品的二次固化原理。
3.了解超声波清洗机的工作原理和操作步骤。
4.掌握 SLA 打印产品清洗的工艺流程。
5.掌握 SLA 打印产品二次固化的工艺流程。
6.能熟练使用工具从打印平台取下零件并去除支撑结构。
7.能独立完成 3D 打印产品的清洗和干燥工作。
8.能独立完成 3D 打印产品的二次固化，并对其进行质量检验。
9.能独立完成相关化学品的安全处理工作。
任务描述
本任务就是将 SLA 打印机上打印完的挖掘机零件从打印平台取下，并进行清洗，然后完成模型的二次固化，如图所示为挖掘机零件清洗前后对照图。挖掘机零件较多，形 状各异，在清洗过程中需要注意操作方法，合理利用手中的工具和材料，穿戴好个人防护用品，注意化学品的使用安全。
挖掘机零件清洗前后对照图
a）清洗前　b）清洗后
一、清洗的原理
3D打印产品清洗就是利用水、空气和溶剂等介质，对 3D 打印产品表面的杂质、灰尘、污渍和黏液进行分离的过程。
在3D打印工艺中，SLA 打印产品表面质量较高，但是在打印完成后，表面会附着一层光敏树脂，它具有很高的黏度，影响后续产品的抛光、上色，因此需要先进行清洗。如图所示为 SLA 成形产品清洗前后对照图。
SLA 成形产品清洗前后对照图
a）清洗前　b）清洗后
二、清洗的分类
根据清洗时使用的介质不同，3D 打印产品的清洗方法分为以下几类：
1.压缩空气清洗法
压缩空气清洗法是指利用高速流动的压缩空气使3D打印产品表面的粉尘脱离产品，如图所示。主要应用于3D打印产品后处理的清洗，同时也可以利用高速流动的气体使成形产品的表面快速干燥。
压缩空气清洗法
2.液体清洗法
根据液体的属性不同，可细分为以下几类：
（1）用清水冲洗
3D打印产品在后处理过程中可能会黏附其他污渍，此时可以用清水将其冲掉，如图所示。通常FDM打印产品后处理过程中黏附的污渍都可以用清水清洗。注意：冲洗后的产品一定要进行干燥处理。
清水冲洗法
二、清洗的分类
（2）用清洗液清洗
清洗液一般采用洗涤灵或去污粉和水按一定比例调制而成，温度控制为30 ～ 40 ℃，主要用于清理脱模剂、汗渍、油污等。清洗前，先将产品在清洗液中浸泡约5 min，然后使用毛刷或牙刷清洗产品表面。
二、清洗的分类
2.液体清洗法
（3）用酒精清洗
用酒精清洗是指使用浓度不低于 75% 的酒精进行产品表面的清洗，主要用于清洗 SLA 打印产品，如图所示，使用毛刷清洗产品表面，清洗完成后需要用吸水纸擦拭产品表面。操作过程中要注意佩戴防护器具，遵守安全操作规程。
酒精清洗法
二、清洗的分类
2.液体清洗法
3.用超声波清洗机清洗
光敏树脂成形的产品表面黏附有树脂，对于结构复杂的成形产品，使用手动清洗很难将产品内部一些隐蔽的地方清洗干净，就需要使用超声波清洗机进行清洗，如图所示。
用超声波清洗机清洗产品
二、清洗的分类
三、SLA 打印产品取件
1.取件及去除支撑结构的工具
使用 SLA 设备打印产品时，产品和打印平台之间采用支撑结构固定，当产品打印完成后，需要将产品从打印机的打印平台上取出，在取件过程中需要用到表所列的工具，其用途见表。
2.取件的操作流程
SLA 产品打印完成后，打印平台会自动抬起，这时产品表面附着了很多光敏树脂，一般不要马上取件，需要等待 5 min 左右，让光敏树脂自动掉落一部分。
SLA 打印产品铲取方向和位置
三、SLA 打印产品取件
2.取件的操作流程
（1）铲取产品
铲取产品前，先观察产品的摆放位置和支撑结构的位置，确定铲取的方向和位置。一般从最高支撑结构往最低支撑结构的方向铲取；铲取位置为支撑结构与平台接触的部位。铲取产品时，一只手扶住产品，另一只手将铲刀倾斜紧贴着平台，将产品铲取后放入托盘中。
SLA 打印产品铲取方向和位置
三、SLA 打印产品取件
（2）清理平台
在铲取产品的过程中，会有一些支撑结构没有铲除干净，仍留在打印平台上，或者一些支撑结构掉落在打印平台上，这时需要清理掉打印平台上的支撑结构。使用铲刀铲除打印平台上的支撑结构，对于掉落的支撑结构使用镊子将其取出，以防止影响下次打印的质量。
三、SLA 打印产品取件
2.取件的操作流程
（3）注意事项
1）在铲取产品的过程中需要控制好力度，以防止将平台划伤。
2）在铲取细小产品时应注意保护产品的完整性，并防止零件掉落。
3）在取件时，防止液体滴落在设备平台以外的地方，如有滴落应及时清洗。
三、SLA 打印产品取件
2.取件的操作流程
3.去除支撑结构的方法
（1）手工去除支撑结构
SLA打印产品的支撑结构与产品的连接较松散，对于一些在产品表面的细长支撑结构，可以直接用手将其去掉，如图所示。手工去除支撑结构主要用于初期快速去除支撑结构。
手工去除 SLA 产品支撑结构
a）产品支撑结构的位置　b）手工去除支撑结构
三、SLA 打印产品取件
3.去除支撑结构的方法
（2）用工具去除支撑结构
1）用铲刀去除支撑结构。SLA 打印产品时，需要将产品与平台连接在一起，即需要加底层支撑结构。产品的表面为平面时，就会产生很规整的支撑结构，这种情况下很适合用铲刀快速去除支撑结构。
三、SLA 打印产品取件
用铲刀去除SLA 产品支撑结构
a）产品支撑结构的位置　b）用铲刀去除支撑结构
3.去除支撑结构的方法
（2）用工具去除支撑结构
2）用剪钳去除支撑结构。支撑结构位于产品两凸起形状之间，或者支撑结构所在面为异形面的，适合用剪钳去除，如图所示。
用剪钳去除 SLA 产品支撑结构
a）产品支撑结构的位置　b）用剪钳去除支撑结构
三、SLA 打印产品取件
3.去除支撑结构的方法
（2）用工具去除支撑结构
3）用镊子去除支撑结构。镊子主要用于去除产品内部较深的一些支撑结构，如图所示。
用镊子去除 SLA 产品支撑结构
a）产品支撑结构的位置　b）用镊子去除支撑结构
三、SLA 打印产品取件
四、手工清洗 SLA 打印产品
1.酒精的特性
SLA 打印完成的产品表面有光敏树脂黏液，当将产品从打印平台上取出后，必须将表面残留的光敏树脂清洗掉，以防止其见光固化，影响产品精度。
酒精属于易燃、易爆物品，存放时要注意以下三点：
（1）存放酒精处要保持通风，温度不能太高，更不能有明火，同时存放地点要配备灭火器，并与一些容易混淆的胺类、酸类等分区存放。
（2）分装酒精时要注意通风良好且操作人员需具备专业知识，防止静电积聚等。
（3）散装酒精存放管理时，未经培训的人员不得随意取用，存放区域要远离明火作业。
2.手工清洗 SLA 打印产品的操作流程
对于结构简单、表面平滑的 SLA 打印产品，采用手工清洗即可。
（1）SLA 打印产品的预处理 SLA 打印产品去除支撑结构后，表面会残留一些支撑结构和黏液，可以先喷淋酒精，再用毛刷对产品表面进行预处理。
SLA 打印产品的预处理
a）75% 医用酒精　b）喷淋酒精
四、手工清洗 SLA 打印产品
2.手工清洗 SLA 打印产品的操作流程
（2）粗洗 SLA 打印产品
预处理完成后，要对 SLA 打印产品进行粗洗。准备一个带盖的容器，开盖后倒入酒精，将 SLA 打印产品没入其中，使用毛刷对其表面进行刷洗，然后用工业擦拭纸将其表面的酒精擦拭干净。
SLA 打印产品手工粗洗
a）用毛刷刷洗　b）用工业擦拭纸擦拭
四、手工清洗 SLA 打印产品
2.手工清洗 SLA 打印产品的操作流程
（3）精洗 SLA 打印产品
粗洗完成后由于酒精中已经有了光固化树脂，酒精已被污染，不宜继续对 SLA 打印产品进行精洗。可再准备一个容器，倒入酒精将 SLA 打印产品没入其中，使用毛刷对其表面进行刷洗，然后用工业擦拭纸将其表面的酒精擦拭干净。
SLA 打印产品手工精洗
a）用毛刷刷洗　b）用工业擦拭纸擦拭
四、手工清洗 SLA 打印产品
3.注意事项
（1）在整个清洗过程中要做好防护，戴好手套、口罩和护目镜。
（2）需要准备两个存放酒精的带盖容器，一个用于粗洗，一个用于精洗。
（3）建议使用 75% 的医用酒精。
四、手工清洗 SLA 打印产品
五、超声波清洗机
1.超声波清洗机的工作原理
超声波清洗机的工作原理主要是通过换能器，将高频电气振荡转换成 机械振动，通过清洗槽的槽壁使槽中的清洗液振动，槽内液体中的微气泡能在声波的作用下保持振动，当声压或者声强受到压力到达一定程度时，气泡就会迅速膨胀，然后又突然破碎。
超声波清洗机的工作原理
1—电源　2—清洗槽　3—换能器
2.超声波清洗机的结构
（1）清洗槽 清洗槽用于盛放待洗零件，由不锈钢制成，可安装加热及控温装置。清洗槽底部粘接超声波换能器。
（2）换能器 换能器将电能转换成机械能，压电陶瓷换能器的频率、功率视具体机型而不同。
（3）电源 电源为换能器提供所需电能，主要包括逆变电源、IGBT 元件和过流保护线路等。
五、超声波清洗机
3.超声波清洗机的操作流程
（1）准备 在清洗槽内加入清洗液，要求达到预定水位（2/3 容积），放入已去除支撑结构的 SLA 打印产品。
（2）设置清洗时间 超声波清洗机操作面板如图所示。旋转时间旋钮到需要的清洗时间，一般设置 10 ～ 20 min。当清洗时间递减为0时，蜂鸣器报警，表示清洗结束。
超声波清洗机操作面板
五、超声波清洗机
3.超声波清洗机的操作流程
（3）设置加热温度 使用加热功能时，清洗槽液位必须达到容积的 2/3 处，然后转动加热旋钮到需要的温度，加热温度指示灯闪烁，当清洗槽温度达到设定温度值时则自动停止加热，一般温度设置为 25 ～ 30 ℃，以提高清洗效果。
（4）打开开关 将超声波清洗机电源插头插入 220 V 三相电源插座后，按动电源开关，设备启动，显示窗显示，同时激活其他各功能键。清洗完毕，按动电源开关，切断工作电源。
五、超声波清洗机
3.超声波清洗机的操作流程
（5）回收清洗液 清洗完成后，如果长时间不需要使用清洗液，就需要将其回收。首先将设备静置一段时间，待已经溶解的树脂沉淀在清洗槽底部后，再使用排液阀将清洗液装回玻璃瓶，密封放置在防爆柜中，最后将剩下的树脂置于日光下暴晒使其固化，之后按塑料垃圾进行处理即可。
五、超声波清洗机
4.超声波清洗的操作注意事项
（1）清洗时间要根据产品的形状确定，细小零件的清洗时间设置为 5 ～ 10 min，大型零件清洗时间设置为 10 ～ 20 min，并要防止在清洗过程中损坏零件。
（2）加热温度一般设置为 20 ～ 30 ℃，不要太高，以防止零件变形。
（3）在清洗过程中如果发现没有清洗干净，进行第二次清洗时，需要将零件位置进行调整，以确保清洗充分。
（4）注意酒精等易燃、易爆溶剂不能加热。
五、超声波清洗机
六、SLA 打印产品的二次固化
1.光敏树脂的特性
光敏树脂即 UV 树脂，由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光（紫外线）引发剂（又称光敏剂）。光敏树脂在一定波长的紫外线（250 ～ 300 nm）照射下会立刻引起聚合反应，完成固化。其符合 SLA 技术用材料的使用要求，具有黏度低、流平快、固化速度快且收缩小、溶胀小、无毒副作用等性能特点。
2.光敏树脂二次固化原理
光敏树脂成形是利用紫外线（UV）激光束选择性地一层一层固化聚合树脂的成形方式。打印完成的产品虽然已经成形但并没有完全固化，成形体材质较软，表面覆盖光敏树脂，需要将清洗后的产品用紫外线进行照射，使产品二次固化。
六、SLA 打印产品的二次固化
3.光敏树脂二次固化的操作流程
（1）准备产品 二次固化前，SLA 打印产品必须进行清洗，产品上不能残留树脂，以防止二次固化时将这些残留的树脂固化，影响产品表面精度。
（2）设置固化箱的参数 设置固化时间，一般固化时间设置为 15 ～ 20 min，转盘转速设置为中速。固化箱的面。
固化箱的面板
六、SLA 打印产品的二次固化
3.光敏树脂二次固化的操作流程
（3）产品固化 启动设备，达到固化时间后，打开固化箱，检查产品固化情况。由于与转盘接触的面无法固化，因此需要将产品颠倒放置，再固化一次，如图所示。
（4）检查固化效果 检查产品表面是否有黏性。
SLA 打印产品固化
六、SLA 打印产品的二次固化
4.光敏树脂二次固化操作注意事项
（1）工作环境温度合适，注意通风，以操作者不出汗为宜。
（2）操作者戴好个人防护用具，防止皮肤接触光固化液体涂料。如果皮肤接触涂料后过敏，可以每 2 h 用肥皂水清洗一次。
（3）紫外光源对人的眼睛和皮肤有危害，固化时不要直接看紫外光源，或者使其直接照射在皮肤上，看紫外光源时要戴好防护眼镜。
六、SLA 打印产品的二次固化
4.光敏树脂二次固化操作注意事项
（4）固化前一定要先清洗 SLA 打印产品。
（5）固化时间不宜过长，防止因固化过度而使产品变脆或变形。
（6）固化后需要将产品放置在黑色密封箱中，防止阳光、灯光的紫外线长期照射。
六、SLA 打印产品的二次固化
任务实施
一、任务准备
本任务是将用 SLA 工艺打印的挖掘机零件进行清洗，为后续的打磨、抛光及喷涂做好准备。任务内容是将挖掘机零件从打印平台上取出，并对其进行去除支撑结构、清洗和二次固化处理，如图所示。
挖掘机零件清洗任务
a）打印完成　b）去除支撑结构　c）清洗、二次固化完成
根据任务要求提前准备相应的工具、材料、设备和劳动保护用品等，见表。
工具、材料、设备和劳动保护用品清单
任务实施
二、制定挖掘机零件清洗工艺
挖掘机零件数量较多，每个零件形状各异，尺寸不一。根据各零件特点分别采用不同的清洗工艺，结构简单且清洗时易于操作的零件采用手工清洗；结构复杂、尺寸较小的零件采用超声波清洗。
　手工清洗零件
超声波清洗零件
任务实施
三、挖掘机模型的清洗
1.取件
（1）准备取件工具
准备不锈钢托盘、手 套、护目镜、口罩、铲 刀、镊子、工业擦拭纸等。
任务实施
1.取件
（2）铲取零件
一只手扶住模型，另一只手拿铲刀，铲刀刀刃紧贴打印平台，铲刀与打印平台倾斜，将支撑结构、产品和打印平台分离，拿起模型让表面树脂滴落，然后放置于托盘中。
三、挖掘机模型的清洗
任务实施
1.取件
（3）清洁工作平台
用铲刀将支撑结构和平台接触面再轻轻铲除一次，然后用镊子捡起掉落在打印平台上的支撑结构，用工业擦拭纸清洁滴落在导轨上的树脂。
任务实施
2.去除支撑结构
（1）准备去除支撑结构的用品
准备不锈钢托盘、SLA 打印产品、手套、护目镜、口罩、铲刀、剪钳、镊子、毛刷、酒精、喷壶和工业擦拭纸。
任务实施
2.去除支撑结构
（2）手工去除支撑结构
拿到SLA打印模型后，观察模型的形状和支撑结构的位置，先用手将产品表面的支撑结构去除。
任务实施
2.去除支撑结构
（3）用工具去除支撑结构
选择合适的工具去除用手工无法去除的支撑结构。产品表面为平面时选择铲刀，轻轻地铲除剩余的支撑结构；产品表面为曲面时则采用剪钳剪掉剩余的支撑结构；支撑结构在狭小的缝隙或者较深的产品内部时，则用镊子夹取剩余的支撑结构。
任务实施
2.去除支撑结构
（4）清洗工具
使用喷壶将酒精喷洒在工具表面，然后用工业擦拭纸将其擦拭干净，放回工具存放处。
任务实施
3.手工清洗
（1）准备手工清洗用品
准备两个装酒精的容器、去除完支撑结构的SLA打印产品、手套、护目镜、口罩、镊子、毛刷、酒精、喷壶和工业擦拭纸等。
任务实施
3.手工清洗
（2）清除支撑结构
使用喷壶将酒精喷淋到初步去除完支撑结构的产品表面，用毛刷刷掉黏附在产品表面的支撑结构，最后用工业擦拭纸擦干模型。
任务实施
3.手工清洗
（3）粗洗
在一个容器内装入酒精，将产品完全浸泡在酒精中，用毛刷反复刷 洗各表面 5 ～ 10 次，用工业擦拭纸擦拭干净。
任务实施
3.手工清洗
（4）精洗
在另一个容器内装入酒精，将产品完全浸泡在酒精中，用毛刷反复刷洗各表面 5 ～ 10 次，用工业擦拭纸擦拭干净。
任务实施
4.超声波清洗
（1）准备设备
准备超声波清洗机，超声波清洗机主要用于清洗产品的细小部位以 及手工清洗无法完成的部位。
任务实施
4.超声波清洗
（2）设置参数
不打开温度旋钮，清洗时间设置为10 min。
任务实施
4.超声波清洗
（3）粗洗
在一个容器内装入酒精，将产品完全浸泡在酒精中，用毛刷反复刷洗 各表面 5 ～ 10 次，用工业擦拭纸擦拭干净。
任务实施
4.超声波清洗
（4）精洗
将模型放入清洗槽，加入酒精浸没模型，启动超声波清洗机。
任务实施
4.超声波清洗
（5）清洗工具
使用酒精刷洗工具，并将其放入相应的位置。将超声波清洗机的酒精排放入酒精瓶，将酒精瓶放置在防爆柜中。
任务实施
5.二次固化
（1）准备设备
准备紫外线固化箱。固化箱主要用于对光敏树脂成形产品进行二次 固化。
任务实施
5.二次固化
（2）设置参数
设置固化时间为 20 min，设置转盘旋转速度为中速。
任务实施
5.二次固化
（3）固化
将SLA打印产品放置在转盘中央，启动固化箱。
任务实施
5.二次固化
（4）保养设备
检查紫外线灯管，关闭电源，使用酒精擦拭转盘上的光敏树脂。
任务实施
6.清理场地
关闭电源，清洁及保养设备。清理场地，整理工具和量具。
任务实施
四、质量检验
1.产品检验
对照表检查模型的清洗质量和安全文明生产情况，并做好记录。
挖掘机模型清洗检验表
任务实施
2.产品缺陷和质量分析
参照表所列清洗SLA打印产品常见缺陷的产生原因、预防措施和解决方法，对存 在缺陷的产品进行修复及处理。
清洗 SLA 打印产品常见缺陷的产生原因、预防措施和解决方法
任务实施
任务测评
按表所列评分标准进行测评，并做好记录。
实训评分标准

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