基于光固化增材制造（3D打印）透明件工艺规范（征求意见稿）

1T/GAMAXXX-XXXX基于光固化增材制造（3D打印）透明件工艺规范本文件规定了光固化增材制造（3D打印）透明件（以下简称“打印件”）的基本要求、制造工艺流程及质量控制的要求。本文件适用于采用光固化增材制造技术制备的各类透明结构件、光学功能件及装饰性透明件。本文件不适用于要求耐受极端环境的特殊透明件。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/T2410透明塑料透光率和雾度的测定GB/T39822塑料黄色指数及其变化值的测定JB/T14716-2023增材制造装备面曝光光固化三维打印机3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1光固化增材制造light-curedadditivemanufacturing以液态光敏树脂为原料，通过紫外光等光源照射使树脂逐层固化堆积，最终形成三维实体打印件的制造技术，包括立体光固化成型（SLA）、数字光处理（DLP）等工艺类型。3.2透明打印件transparentpart采用光固化增材制造技术制备，具备可见光波段透光能力，用于外观装饰、光学传导或观测功能的实体打印件。3.3透光率lighttransmittance透过试样的光通量与入射光通量之比，以百分比（％）表示，反映材料的透明程度。3.4雾度haze在规定测试条件下，偏离入射光方向2.5°以上的散射光通量占总透射光通量的百分比，用于衡量材料的透明模糊程度。3.5二次固化post-curing打印件经初步固化成型及清洗、修补后，通过特定光源照射进一步固化的工艺过程。2T/GAMAXXX-XXXX4基本要求4.1原材料要求4.1.1光敏树脂应符合产品技术说明书要求，呈均匀液态，无肉眼可见杂质，凝胶颗粒及沉淀，无强烈刺激性异味；包装容器应洁净、完整、无破损、无泄漏。4.1.2透明专用光敏树脂的关键性能应符合表1的规定。表1透明专用光敏树脂关键性能要求≥80%≤1.5%4.1.3树脂应具备良好的贮存稳定性，在产品规定的贮存条件下放置7d后，仍保持均匀液态，无沉淀、分层、凝胶等异常现象；放置30d后，粘度变化率≤15透光率、雾度、黄变指数等关键性能指标变化率≤10％。4.1.4树脂应随附安全技术说明书（SDS），明确挥发性有机物（VOC）含量、安全防护要求及废弃物处理方式，符合国家环保和安全相关标准。4.2设备要求4.2.1光固化3D打印机应符合JB/T14716的要求，具备稳定的光源输出能力。4.2.2打印设备应配备温度控制系统，工作环境温度控制在26℃±2℃,料槽内树脂温度波动≤±1℃,防止温度波动影响树脂固化均匀性。4.2.3后处理设备应满足工艺要求，清洗设备应能有效去除打印件表面残留树脂，固化箱光源波长应与树脂匹配，光照强度可调节。4.3成型工艺参数4.3.1层厚设置层厚设置应符合下列规定：a)设计长宽≤100mm的模型时，非支撑型薄壁厚度应≥1mm；设计长宽＞100mm的模型时，长宽尺寸每增加100mm，薄壁厚度应至少增加1mm，最大薄壁厚度不宜超过10mm；b)空心结构应设计孔径＞2mm的逸出孔，溢出孔数量应根据空心体积合理确定，确保打印过程中树脂可顺利排出；c)应依据打印件精度要求选择建造层厚：普通精度打印件层厚≤0.075mm；高精度光学件推荐层厚≤0.05mm；超高精度光学功能件层厚≤0.025mm。4.3.2曝光参数激光功率、扫描速度或曝光时间应根据树脂特性优化设置，确保树脂完全固化，避免出现层间剥离、未固化、过度固化导致变形等缺陷。4.3.3支撑设计支撑结构应优先采用点支撑或线支撑，避免面支撑与打印件外观面、光学功能面接触，支撑间距、T/GAMAXXX-XXXX3直径等参数应根据打印件尺寸和形状优化，减少支撑去除后的表面损伤。4.4环境要求4.4.1打印车间应保持清洁、干燥，无粉尘污染，环境相对湿度控制在4060温度控制在4.4.2清洗和固化区域应设置强制通风装置，通风量≥0.5m³/s，确保挥发性有机溶剂和树脂气味及时排出。4.4.3车间应避免强光直射打印设备料槽和树脂容器，防止树脂提前固化；操作区域应配备应急照明、洗眼器、紧急喷淋装置等安全设施。5制造工艺流程5.1工艺流程基于光固化增材制造（3D打印）透明件的工艺流程见图1。图1基于光固化3D打印工艺流程图5.2模型设计与优化5.2.1应依据产品使用要求和装配关系进行三维模型设计，明确透明件的光学功能区域、外观面、装配面等关键部位，避免设计尖角、锐边。5.2.2针对透明件的光学性能要求优化模型结构，减少内部复杂空腔，避免壁厚突变，确保光线传输路径顺畅，无明显光学畸变诱因。5.2.3模型设计完成后，应采用专业软件进行完整性检查，修复面缺陷、漏洞、非流形边等问题，确保模型无几何缺陷。5.3模型准备与切片5.3.1将修复后的三维模型导入切片软件，根据打印件结构特点、光学功能要求及设备性能合理设置摆放方向：优先保证光学功能面、外观面朝上或朝侧，避免大面积悬空。5.3.2应按4.3.3的要求进行支撑设计与优化，重点保护外观面和光学功能面，支撑与打印件的连接点应避开关键区域。T/GAMAXXX-XXXX45.3.3根据打印件精度要求，设置层厚、曝光参数、扫描路径等工艺参数，生成打印设备可识别的加工文件。5.3.4切片完成后，应对加工文件进行预览检查，确认支撑位置、层厚设置、曝光参数等无异常后，传输至打印设备。5.4打印成型5.4.1打印前应进行下列检查：a)确认光敏树脂状态，均匀无沉淀、无凝胶，核对树脂型号与打印件要求一致；b)检查打印设备料槽、刮刀、打印平台是否清洁，无残留树脂、杂质及划痕；c)校准打印平台水平度，水平度误差≤0.02mm/m。5.4.2将树脂缓慢倒入打印设备料槽，倒入量应满足打印需求，且不超过料槽最大容量的80防止打印过程中树脂溢出。5.4.3启动打印设备，按切片文件参数逐层固化堆积，打印过程中应实时监测成型状态，重点关注层间结合情况、树脂溢出、设备异常报警等问题，发现异常及时停机处理。5.4.4打印完成后，打印件应在打印平台上静置5min～10min，待树脂充分流挂回收后，再进行取件操作。5.5支撑去除5.5.1操作方法应符合下列规定：a)采用铲刀、镊子、雕刻刀等专用工具去除支撑：大型打印件先沿周边支撑与打印件连接点轻轻撬动，使打印件与平台初步分离，再逐步去除内部支撑；小型或精密打印件用雕刻刀沿支撑根部小心切割，避免损伤打印件；b)去除支撑后，用镊子清理残留的细小支撑碎片，并用蘸有95％工业酒精的无尘布轻轻擦拭打印件表面，去除残留支撑碎屑和少量树脂。5.5.1.1注意事项应符合下列规定：a)支撑去除过程中，工具应避免直接接触打印件外观面、光学功能面，防止产生划痕、凹陷等缺b)若支撑粘接过紧，可将打印件浸泡在95％工业酒精中5min～10min，软化支撑与打印件的连接部位后再去除，禁止暴力撕扯；c)打印件外表面支撑应完全去除，无残留痕迹；内部支撑若不影响产品性能、外观及装配，且无法完全去除时，可酌情保留，但需在产品技术文件中注明；d)支撑去除过程中出现的异常现象及处置措施见附录A，未列明的异常现象应及时与技术人员协商处置。5.6清洗5.6.1操作方法应符合下列规定：a)预清洗：将去除支撑后的打印件放入装有95％工业酒精的容器中，浸泡5min～10min，初步溶解表面残留树脂；b)主清洗：采用超声清洗机清洗，超声功率为100W～300W，清洗时间为10min～20min；复杂结构可适当延长清洗时间至20min～30min，或采用喷淋清洗辅助；c)漂洗：将超声清洗后的打印件放入新的95％工业酒精中漂洗2min～5min，去除表面残留的溶解树脂；T/GAMAXXX-XXXX5d)干燥：取出漂洗后的打印件，用无尘布轻轻擦拭表面可见酒精液滴，放入干燥箱干燥，或在洁净通风环境下自然晾干，确保打印件表面无酒精残留。5.6.2注意事项应符合下列规定：a)清洗用酒精应定期更换，当酒精出现浑浊、颜色变深或树脂溶解能力下降时，应及时更换新酒精；b)禁止将不同型号树脂打印的零件混合清洗，避免树脂交叉污染；c)清洗过程中应避免打印件相互碰撞、摩擦，防止表面划伤，可将打印件固定在专用清洗夹具中清洗。5.7修补5.7.1操作方法应符合下列规定：a)缺陷检查：将干燥后的打印件放置在充足光照条件下，检查表面是否存在凸点、凹坑、划痕、支撑残留痕迹等缺陷，并标记缺陷位置；b)凸点处理：采用400目～800目砂纸轻轻打磨凸点，打磨方向沿打印件表面纹理进行，避免横向打磨产生新划痕。c)凹坑填补：选用与打印件树脂材质兼容的透明修补剂（或补土用细毛刷均匀涂抹在凹坑处，涂抹厚度略高于打印件表面，待修补剂初步固化后，用800目～1200目砂纸打磨平整。d)清理：修补完成后，用蘸有95％工业酒精的无尘布擦拭打印件表面，去除修补过程中产生的粉尘和残留修补剂。5.7.2注意事项应符合下列规定：a)修补剂应在通风良好的环境下使用，避免吸入挥发性气体；修补剂的黄变指数、透光率应与打印件树脂匹配，避免影响整体光学性能；b)打磨过程中应控制力度，避免过度打磨导致打印件壁厚变薄或结构损伤；光学功能面的修补应格外谨慎，必要时采用手工精细打磨；c)修补后的打印件应再次检查，确保缺陷完全修复，表面平整光滑，无修补痕迹。5.8二次固化5.8.1操作方法应符合下列规定：a)固化前检查：确认打印件表面干燥、无酒精残留、无修补剂未固化区域，外观无明显缺陷；b)摆放与固化：将打印件放入固化箱，合理摆放以确保各部位均匀接受光照，避免遮挡；根据打印件尺寸、厚度及树脂特性设置固化参数或采用分段固化方式；c)固化后处理：固化完成后取出打印件，清洁固化箱内部残留的粉尘或树脂碎屑，关闭固化箱电源。5.8.2注意事项应符合下列规定：a)固化箱内温度应控制在30℃~60℃,避免温度过高导致打印件黄变、变形；若固化过程中温度超过60℃,应暂停固化，待温度降至规定范围后再继续；b)二次固化后的打印件应在室温下静置30min～60min，待性能稳定后再进行后续加工；c)不同型号树脂的二次固化参数应根据树脂供应商提供的技术说明书调整，确保固化效果。5.9打磨5.9.1操作方法应符合下列规定：a)打磨前准备：将二次固化后的打印件固定在专用夹具上，确保摆放稳定，避免打磨过程中晃动；T/GAMAXXX-XXXX6b)梯度打磨：采用梯度砂纸进行水磨处理，砂纸粒度依次为400目→800目→1200目→2000目→3000目；每道砂纸打磨完成后，用清水冲洗打印件表面，去除打磨粉尘，检查表面平整度，确认无明显划痕后再更换更细粒度砂纸；c)精细抛光：光学级透明件经3000目砂纸打磨后，可采用抛光膏进行手工抛光或机械抛光，抛光时间5min～15min，直至表面光洁度达到要求；d)清洗干燥：打磨抛光完成后，用清水彻底清洗打印件表面，去除残留的砂纸粉尘和抛光膏，放入干燥箱干燥。5.9.2注意事项应符合下列规定：a)打磨过程中应保持砂纸湿润，采用水磨方式避免产生粉尘，同时减少砂纸对打印件表面的磨损；b)打磨力度应均匀，避免局部过度打磨导致打印件壁厚不均、变形或光学性能下降；光学功能面应采用轻力度、多次数的打磨方式；c)打磨后的打印件表面应平整光滑，无明显划痕、磨痕、凹凸不平现象，满足外观或光学性能要5.10上色5.10.1操作方法应符合下列规定：a)上色前准备：确认打磨后的打印件表面干燥、无粉尘、无油污，外观无缺陷；根据打印件透光要求，选用透明或半透明专用色浆，色浆应与打印件树脂材质兼容，不发生化学反应；b)上色方式：采用喷涂或浸涂方式上色，喷涂时控制喷枪压力及喷涂距离，采用薄涂多次方式，每次喷涂厚度≤0.05mm，间隔时间10min～15min，直至达到规定颜色深度；浸涂时将打印件缓慢浸入色浆中，浸泡时间1min～3min，取出后自然滴落多余色浆，避免流挂；c)固化：上色完成后，按色浆技术要求固化处理，可采用常温固化或低温固化，固化后表面色泽均匀，无气泡、流挂、针孔等缺陷。5.10.2注意事项应符合下列规定：a)上色过程应在洁净、通风环境中进行，避免粉尘污染上色表面；b)色浆应搅拌均匀后使用，避免颜色不均；禁止使用含强溶剂的色浆，防止腐蚀打印件表面；c)上色后的打印件应静置至漆料完全干透，方可触摸、装配或包装，避