[发明专利]一种3D打印模型表面处理方法

说明书

本发明提供了一种3D打印模型表面处理方法，涉及3D打印模型后处理技术领域。本发明提供的3D打印模型表面处理方法简单、可操作性强、成本低，该方法包括内表面处理和外表面处理。外表面处理：首先将3D打印模型外表面进行磨抛，降低模型表面粗糙度，然后进行光油处理，在外表层形成致密的涂层，提高模型外表面的透明度；内表面处理：首先将3D打印模型内表面进行彻底清洗，除去模型内表面吸附的支撑树脂材料、清洗剂(如碱液)等物质，使得模型内表面清洁，然后进行镀层溶液处理，在内表面形成涂层，实现模型内表面润湿性的改造、或使得内表面镀有土壤颗粒(或粉末)，满足3D打印模型符合地下岩石表面的要求。

技术领域

本发明涉及3D打印模型后处理技术领域，尤其是涉及一种3D打印模型表面处理方法。

背景技术

3D打印技术可以对非对称、结构复杂的具有三维多曲面的等精密模型进行个性化定制，具有成本低、周期短、精度高和复制性强等优点，目前已广泛应用于生物医疗、航空航天、文化创意、工业模型、地质模型、石油化工等领域。3D打印技术一般制备流程有三步：(1)模型设计，通过实体扫描或者软件建模，构建三维数据模型(STL文件)，将模型按照一定方式分层行程“切片”，指导计算机逐层打印。(2)选择3D打印工艺，根据打印模型特征选择合适工艺，将三维数据模型导入3D打印设备，打印机通过读取“切片”信息，用液体、粉末、或者固体等材料将逐层打印，并将每层界面以各种方式融合起来形成三维实体。(3)模型后处理，去除支撑材料、抛光、涂色等获得理想模型。具体到制备油藏地质体模型，其具体工作流程如图1所示。

3D打印发展有诸多优势：如模型可以定制，模型设计复杂度的约束非常低；对于小批量模型可按需打印；无需额外的工具或模具；可以制造各种密度的模型；使用可回收材料的成为可能；物料浪费接近零等等。但是，3D打印技术仍然存在一些需要克服的挑战：打印技术所用材料比较局限；因打印精度和材料的限制需要对打印模型内外表面进行改造处理。具体的，3D打印后外表面比较粗糙需要进行改造，对于可视化模型需要增加透光度。如模型表面有“条纹”造成透明度无法满足实验要求。模型内表面需要根据需要地层要求改变润湿性条件或者增加内表面附着颗粒符合实际地质地层需要，如基于水溶性支撑材料打印的模型，因长时间浸泡在水溶液中(大约几天或更长时间)，导致表面润湿性发生变化，表现为亲水润湿。这与实际地层润湿性不一致，因此必须改变模型的润湿性。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种3D打印模型表面处理方法，该方法简单、可操作性强、成本低，以解决现有3D打印模型透光性差、表面润湿性与实际地层润湿性不一致的技术问题，以及满足石油、地质、水文等行业内微观可视模型的高透光度、内表面涂层接近地层环境的要求。

本发明的第二目的在于提供一种3D打印模型，该3D打印模型采用上述3D打印模型表面处理方法得到。

为了解决上述技术问题，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种3D打印模型表面处理方法，包括：

外表面处理：将3D打印模型外表面依次进行磨抛和光油处理；

内表面处理：将3D打印模型内表面依次进行清洗和镀层溶液处理；

所述3D打印模型包括至少一个内腔；

所述镀层溶液包括亲水涂层溶液、疏水涂层溶液、亲水涂层溶液和土壤颗粒的混合溶液或疏水涂层溶液和土壤颗粒的混合溶液。

作为进一步技术方案，所述3D打印模型的材料包括光敏树脂。

作为进一步技术方案，所述磨抛包括采用磨抛机打磨和抛光；

优选地，优选YMP-1单盘无级变速-金相试样磨抛机，先采用粗砂纸(300-500目)打磨，再采用细砂纸(1500-2500目)打磨，最后采用纤维绒布抛光。