DB41T2589-2024增材制造 立体光固化后处理工艺规程.pdf

1 ICS 25.030 CCS J 30 41 河南省地方标准 DB41/T 25892024 增材制造 立体光固化后处理工艺规程 2024-02-01 发布 2024-05-01 实施 河南省市场监督管理局 发 布 DB41/T 25892024 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 基本要求.2 5 工艺过程.3 6 工艺评价.6 附录 A（资料性）立体光固化后处理工具及设备.8 附录 B（资料性）立体光固化后处理工艺记录表样式.9 附录 C（资料性）立体光固化后处理工艺异常现象及处置措施.10 DB41/T 25892024 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由河南省工业和信息化厅提出与归口。本文件起草单位：中船海为高科技有限公司、中国船舶集团有限公司第七一三研究所、郑州印象三维科技有限公司、河南工业大学。本文件主要起草人：丁永春、白洁、惠延波、杨中桂、骆永进、靳逸飞、赵智垒、温家浩、张全纬、李星耀、陈世杰、王自强、张自旺。DB41/T 25892024 1 增材制造 立体光固化后处理工艺规程 1 范围 本文件规定了增材制造立体光固化后处理工艺的基本要求、工艺过程及工艺评价。本文件适用于增材制造立体光固化后处理工艺。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 1031 产品几何技术规范（GPS）表面结构 轮廓法 表面粗糙度参数及其数值 GB/T 1033.1 塑料 非泡沫塑料密度的测定 第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法 GB/T 1182 产品几何技术规范（GPS）几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注 GB/T 1725 色漆、清漆和塑料 不挥发物含量的测定 GB/T 1800.1 产品几何技术规范（GPS）线性尺寸公差ISO代号体系 第1部分：公差、偏差和配合的基础 GB/T 1804 般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 2411 塑料和硬橡胶 使用硬度计测定压痕硬度（邵氏硬度）GB/T 2913 塑料白度试验方法 GB/T 3398.1 塑料 硬度测定 第1部分：球压痕法 GB/T 3398.2 塑料 硬度测定 第2部分：洛氏硬度 GB/T 3979 物体色的测量方法 GB/T 23985 色漆和清漆 挥发性有机化合物（VOC）含量的测定 差值法 GB/T 23986 色漆和清漆 挥发性有机化合物（VOC）含量的测定 气相色谱法 GB/T 350222018 增材制造 主要特性和测试方法 零件和粉末原材料 GB/T 353512017 增材制造 术语 3 术语和定义 GB/T 353512017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。增材制造 以三维模型数据为基础，通过材料堆积的方式制造零件或实物的工艺。来源：GB/T 353512017，2.1.1 立体光固化 通过光致聚合作用选择性地固化液态光敏聚合物的增材制造工艺。来源：GB/T 353512017，2.2.7 DB41/T 25892024 2 固化 原材料由液态转化为固态的化学变化过程，以形成零件或实物的属性。来源：GB/T 353512017，2.5.1 后处理 增材制造成形工艺后的处理工艺，为使最终产品达到预期性能。来源：GB/T 353512017，2.5.4 零件 采用增材制造工艺成形的功能件，可以是预期的完整产品或其部件。注：一个零件的功能需求通常由预期用途决定。来源：GB/T 353512017，2.6.1 支撑 在打印过程中，零件的辅助支柱。二次固化 通过能量光源照射促使已固化的零件进一步固化成型的工艺过程。4 基本要求 人员 4.1.1 应经过安全和专业技术培训且考试合格，培训内容包括但不限于光固化成形技术、材料相关专业知识、光固化设备及后处理设备的操作、异常情况处理等。4.1.2 特殊作业应取得相应的特殊作业操作证。4.1.3 应掌握本岗位相关的技能，具备相关设备操作能力和故障辨识、纠正能力。4.1.4 检验及性能评价人员，应按照检验人员上岗要求接受相关培训，对产品实现过程当中的质量控制点能够进行检验、数据处理并判定检验结果。设备 4.2.1 后处理设备应经检定或校准合格并在有效周期内。4.2.2 设备进行操作前应按照相关要求进行设备检查及试运行。4.2.3 应根据光固化设备及其他设备的保养计划定期保养维护。材料 4.3.1 光敏树脂原料的牌号和化学成分应符合相关标准要求。4.3.2 应使用绿色环保材料。环境 4.4.1 后处理场地应具备特定的温度、湿度，良好的通风、照明条件。DB41/T 25892024 3 4.4.2 应采取相应的通风措施，使酒精及树脂挥发物浓度尽可能低。4.4.3 应保持作业地面清洁。若地面有光敏树脂滴落，应及时清理。环保 4.5.1 后处理作业不应对环境造成污染。废弃物品应妥善收集、标识和处置，不应随意丢弃。4.5.2 应将清洗树脂废液中树脂与溶剂分离，洗涤用溶剂宜回收再利用。树脂废弃物不应随意丢弃，应回收、集中处置。4.5.3 上色时应使用节能环保型水帘柜或具有类似功能的上色设备进行相关作业，并得到批准。安全 4.6.1 作业空间内，禁止抽烟及明火，应配置灭火设备。4.6.2 酒精等易燃易爆物品应设置标识明显的专业安全存储柜。4.6.3 在作业前，应确保具备作业的安全环境及应急措施。4.6.4 作业人员应根据具体要求佩戴相应防护用品，并按规程操作。4.6.5 树脂操作、去支撑及清洗树脂过程中应佩戴防护手套，操作完成后应清洁双手。4.6.6 本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。记录和文件 4.7.1 应根据有关要求制订并实施相应的后处理工艺质量保证措施并做好详细记录，记录资料保存 3 年备查。4.7.2 所形成的文件应按规定进行审核及管理。5 工艺过程 工艺流程 增材制造立体光固化后处理工艺包括工艺准备、去支撑、清洗、修补、二次固化、打磨及上色，工艺流程图见图1。注：二次固化、上色可根据增材制造立体光固化零件性能要求及用户要求选用。去支撑清洗打磨修补上色模型外支撑、内支撑肉眼范围内均去除模型内外无树脂液附着模型外无支撑点模型外无层纹瑕疵打印完成完成后处理模型外表无漆堆积、毛刺等二次固化模型发软易变形工艺准备NYYNYNYYNNNYY 图1 立体光固化后处理工艺流程图 DB41/T 25892024 4 工艺准备 5.2.1 完全打印成型的立体光固化零件应在立体光固化设备的打印平台上静置 5 min10 min 之后方可开始后处理作业。5.2.2 后处理作业前，参照附录 A 准备相应的工具及设备，其规格型号应根据零件合理选定。5.2.3 后处理作业前，参照附录 B 准备记录表格。在后处理作业时，应详细记录各个工艺过程。去支撑 5.3.1 方法、设备及工具 5.3.1.1 去支撑的方法有溶剂法、机械/手工、热熔去除等。5.3.1.2 参考使用附录 A 中相应设备及工具辅助去除支撑。5.3.2 操作过程 5.3.2.1 静置完成后，将零件从打印平台取出。5.3.2.2 应使用铲刀类工具进行操作，宜贴着平台铲开连接点或基座将工件与平台分离，狭小位置建议使用雕刻刀进行切割。5.3.2.3 工件过大时按照先周边后内部的原则去除相应的连接，使其与打印平台分离。5.3.2.4 去除支撑后，使用镊子取出被剪掉但未脱落的支撑并用 95 工业酒精清洗擦拭。5.3.3 质量管控 5.3.3.1 去支撑时不应破坏零件或影响零件的性能。5.3.3.2 应避免工具尖锐部分触碰零件表面，防止零件划伤。5.3.3.3 去除支撑过程中，若遇到较坚固支撑，宜酒精浸泡软化后，再去除支撑。5.3.3.4 零件外表面所有支撑应完全去除。若存在内部支撑，如无特殊要求，且在不影响性能或外观的情况下，可酌情保留。5.3.3.5 后处理过程中常见异常现象及处置措施见附录 C。其他异常现象应与技术人员协商处置。5.3.4 检查 目视检查零件外表面无明显支撑残留。若存在，则应进一步去除残留支撑。清洗 5.4.1 方法及设备 5.4.1.1 可采用溶剂清洗法去除树脂，或者使用机械方法如离心法去除树脂。5.4.1.2 可使用 95 浓度酒精进行浸泡清洗。5.4.1.3 可使用软毛刷、空压机、气枪、超声波清洗机等设备清洗。5.4.2 操作过程 5.4.2.1 包括浸泡、清洗、干燥等主要步骤。5.4.2.2 将零件浸泡于酒精内，待残留的液体树脂固化，进入清洗工序。5.4.2.3 将零件取出，放置于清洗容器中，宜用软毛刷在零件表面刷洗。5.4.2.4 可反复按要求进行多次清洗，直到表面无液体残留为止。5.4.2.5 清洗完毕后，对零件进行干燥处理。DB41/T 25892024 5 5.4.3 质量管控 应使用 95 酒精充分浸泡整个零件，并充分清洗零件。5.4.4 检查 目视及手工检查零件表面，应无残留液体，不应有粘手现象。修补 5.5.1 方法及设备 5.5.1.1 若零件表面存在表面缺陷，应采用打磨或填充处理。5.5.1.2 宜使用附录 A 相关设备及工具进行修补。5.5.2 操作过程 5.5.2.1 在修补之前，应确保零件表面无酒精残留。5.5.2.2 对零件表面凸点使用合适的砂纸进行打磨，凹坑进行补土填补。5.5.2.3 修复后，清理表面残留物。5.5.3 质量管控 5.5.3.1 不可过度打磨或填补，防止改变原有零件外观。5.5.3.2 操作时，将零件大平面放置平整稳定处，避免变形或断裂。5.5.4 检查 目视检查零件表面，应无明显缺陷。二次固化 5.6.1 方法及设备 5.6.1.1 使用紫外线对零件进行二次固化。根据工件大小和厚度的不同，设置固化时长。5.6.1.2 宜使用专业固化箱对零件进行二次固化。5.6.1.3 应根据固化物和固化速率选择紫外线固化灯功率，宜在 80 W/cm2120 W/cm2范围之间。5.6.2 操作过程 5.6.2.1 在二次固化之前，确保零件干燥，表面无酒精及树脂附着。5.6.2.2 将零件放入固化箱，根据工件自身尺寸参数，设置适宜固化时长，一般在 10 min15 min。5.6.2.3 固化完毕后，取出零件，清洁固化箱。5.6.3 质量管控 应控制紫外线固化灯功率及固化时长，确保零件充分均匀固化。5.6.4 检查 5.6.4.1 可采用超强光检查零件的内部特征。光源应对零件结构有足够的穿透性以满足检验，同时应避免光源损坏零件。DB41/T 25892024 6 5.6.4.2 按照 GB/T 3398.1、GB/T 3398.2、GB/T 2411 规定，对二次固化后零件表面硬度进行检测，硬度满足零件技术要求。打磨 5.7.1 方法及设备 5.7.1.1 使用砂纸对零件表面的打印层纹进行细化打磨，降低零件表面粗糙度。5.7.1.2 细节处宜人工打磨，大面积可采用抛光机打磨。5.7.2 操作过程 5.7.2.1 在打磨之前，应确保零件外表面无缺陷。5.7.2.2 对零件表面进行由粗到细打磨，粗打磨可使用 400 目、600 目、800 目砂纸，细打磨可使用1000 目、1200 目、1500 目砂纸。5.7.2.3 打磨完成后，清理零件表面残留物。5.7.3 质量管控 不可过度打磨或填补，防止改变原有性能和外观。5.7.4 检查 5.7.4.1 零件表面粗糙度按照 GB/T 1031 进行检查。5.7.4.2 目视零件表面不得出现污点和缺陷。上色 5.8.1 方法及设备 5.8.1.1 可采用喷漆、水转印、电镀、丝印等工艺对零件进行上色处理。5.8.1.2 宜使用喷漆枪、水帘柜或具有类似功能的上色设备。5.8.1.3 上色完成的零件可自然晾干、吹干或者使用其他设备进行烘干。5.8.1.4 上色完毕后，可采用抛光膏对漆面进行抛光提高上色效果。5.8.2 操作过程 5.8.2.1 在上色之前，应确保外表面光洁。5.8.2.2 对零件喷涂底漆，对瑕疵处填补原子灰，打磨至光滑，喷涂面漆。5.8.2.3 待面漆干燥后，可选择喷涂高亮或哑光清漆。5.8.3 质量管控 喷涂完零件在干燥前不应触摸，静置至漆料完全干透。5.8.4 检查 目视零件表面应无缺陷，漆料附着无毛刺、掉色、堆积等现象。6 工艺评价 按照 GB/T 350222018 规定，零件可划分成以下三个等级：DB41/T 25892024 7 H：工程用重要零件（安全优先）；M：非安全优先的功能零件；L：设计或原型阶段零件。根据零件重要程度，按照表 1 进行性能评价。表1 增材制造立体光固化零件性能评价项目及方法 评价项目 重要程度 评价方法 H M L 外观 o o o GB/T 350222018 表面粗糙度+o o GB/T 1031 颜色 o o o GB/T 3979、GB/T 2913 长度及角度尺寸公差+GB/T 1800.1、GB/T 1804 几何公差+GB/T 1182 密度+GB/T 1033.1 硬度+GB/T 3398.1、GB/T 3398.2、GB/T 2411 环保+GB/T 1725、GB/T 23985、GB/T 23986 注：符号“+”表示应满足的性能，符号“o”表示推荐满足的性能。立体光固化零件性能评价结果应根据用户约定的指标进行结果评定。DB41/T 25892024 8 附录A （资料性）立体光固化后处理工具及设备 立体光固化后处理工具及设备见表A.1。表 A.1 立体光固化后处理工具及设备 序号 名称 用途 1 环保水帘柜 废漆废液等环保处理 2 超声波清洗机 辅助清洗零件表面 3 抛光机 对于精度要求不高表面进行大面积粗打磨 4 固化箱 二次固化设备 5 喷漆枪 上色 6 气枪 吹去零件表面酒精、树脂 7 空压机 为气枪提供气源 8 水口钳 剪去支撑 9 定制专用刀 刮去狭小或复杂结构处支撑 10 清洗容器 辅助清洗零件表面 11 软毛刷 辅助清洗零件表面 12 镊子 捏取狭小或复杂结构处支撑 13 砂纸 打磨表面 14 铲刀 将零件件与打印平台分离 DB41/T 25892024 9 附录B （资料性）立体光固化后处理工艺记录表样式 立体光固化后处理工艺记录表样式见表B.1。表 B.1 立体光固化后处理工艺记录表 项目名称 日期 工序 是否进行 质量管控 工艺检验 备注 去支撑 清洗 修补 二次固化 打磨 上色 结论：是否满足要求：满足 不满足 不满足原因：后续建议：负责人：填表人：DB41/T 25892024 10 附录C （资料性）立体光固化后处理工艺异常现象及处置措施 立体光固化后处理工艺主要异常现象及处置措施见表C.1。表 C.1 立体光固化后处理工艺主要异常现象及处置措施 序号 异常现象 原因 处置措施 1 去除支撑过程中，支撑粘接过硬，浸泡酒精无效 零件未合并壳体，重复打印支撑 采用剪刀去除，根部支撑点用抛光机打磨平 2 去除支撑后表面坑洼、划痕 支撑去除时与表面粘接过紧带掉表面 填充填补，打磨至于零件表面齐平 3 完成清洗后续工艺过程中仍有树脂液体流出 零件壳体之间合并不彻底含内部狭小缝隙，存有树脂 重新反复清洗至静置一小时后无液体流出 4 零件打磨过程中塌陷或破裂 打磨按压、挤压或摆放不当 填充填补破裂处，严重时重新打印 5 二次固化后零件表面偏软易变形 固化时间不够或打印过程中激光功率不足 延长固化时间重新固化，严重时重新打印 6 零件上色后表面油漆堆积、流淌 表面喷漆过多 待晾干后打磨掉多余油漆，再次喷涂