CN103341976A

CN103341976A - 一种桌面3d打印方法及系统

Info

Publication number: CN103341976A
Application number: CN2013103073601A
Authority: CN
Inventors: 陈功举; 蔡道生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2013-10-09

Abstract

本发明涉及一种桌面3D打印方法及系统，其与现有方法不同的是打印过程中只对当前层轮廓区域内喷头粘胶，粘接一层切割一层。本发明结构有益效果在本方法及系统大大节省了加工辅料，降低了加工设备的制造成本。

Description

一种桌面3D打印方法及系统

技术领域

本发明涉及迭层实体成形技术，具体涉及一种桌面3D打印方法及系统。

背景技术

桌面型喷头打印技术（Three-dimensional printing，3DP）是通过喷头用粘结剂将零件的界面“印刷”在粉末材料上，工艺上属于基于三维印刷工艺的3D打印技术。每粘结完一层厚，成型缸下降一个层厚距离，由供粉送料机构平铺送粉并压实，进行下一层的喷涂粘结。由于粘结剂的强度较低等其余因素，该成型技术存在以下缺陷：一、制件强度低，只能做概念型模型；二、成型制件大多需要进行后处理，工艺复杂。

LOM方法通常是由供料机构将涂有热熔胶的薄材送至工作台上方，由热压机构将薄材逐层压紧粘贴，激光切割系统安装计算机提取的3维CAD模型横截面轮廓切出对应得轮廓线。这种成形系统具有以下缺点：一、成型后废料剥离困难，特别是复杂件内部的废料剥离；二、纸质材料原型的抗拉强度和弹性不足；三、原型易吸湿膨胀，成型后需进行防潮处理；四、原型表面有台阶纹理，需进行表面打磨，且精细化不足。

迭层实体成形技术（Laminated Object Manufacturing简称LOM）是目前世界上研究技术非常成熟的快速成形方法之一。它利用涂有热熔胶的薄材，由激光切割系统根据三维CAD模型切片得到的轮廓数据进行切割加工。

传统刀具切割技术是通过传统刀具工艺，对制件轮廓进行切割加工。按照传统的工艺，对于内部结构复杂的制件内部，刀具很难进行切割加工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种桌面3D打印方法及系统，能有效降低设备制造成本并提高了耗材的有效使用率。

为解决上述存在的问，本发明提供一种桌面3D打印方法，包括：

步骤一：模型分析系统对模型进行处理得出模型每一层轮廓的数据信息，也即各个轮廓点的坐标信息，通过接口将每层数据信息逐层传递给控制系统；

步骤二：薄膜材料供应装置将一张薄膜材料送入工作台加工区域内；

步骤三：控制系统根据当模型当前层的轮廓数据，控制打印喷头在模型当前层轮廓区域内喷涂粘接剂，完成单层喷涂；

步骤四：控制系统控制刀具对制件截面按轮廓进行切割清理直至切割出该层的完整轮廓；

步骤五：控制系统控制工作台下降一层，然后重复循环步骤二至步骤四，直到模型完成加工，取出制件。

为解决上述问题，本发明提供一种桌面3D打印系统，包括工作台、控制系统、喷头、刀具系统，步进电机、模型分析系统，薄膜材料供应装置，薄膜材料供应装置用于传送薄膜，步进电机控制工作台的升降，模型分析系统分析模型的每一层轮廓数据（即轮廓点坐标值），并将数据传给控制系统，控制系统根据模型分析系统传输的模型每层轮廓坐标信息控制喷头在模型当前层轮廓区域内喷洒粘接剂；在每层粘接剂喷洒完毕后，控制系统根据当前层轮廓坐标信息控制刀具系统的刀具沿当前层轮廓切割，直至切割出模型当前层的轮廓；所述刀具系统及喷头均设置在工作台上。

作为优选方案，所述打印系统还包括保护罩，保护罩设置在工作台的上方，罩住工作台、喷头及刀具系统。

本发明的有益效果在于：利用原有LOM逐层叠加原理对待制件进行叠加成型，形成对原有LOM技术的演进升级；利用3DP技术逐层实现模型喷涂，改变原LOM下整层涂胶的方式，仅对当前层轮廓区域内涂胶，节省了物料成本，提高了加工效率；利用传统刀具切割技术，粘接一层切割一层，节省了后处理成本，有效提高制件的精度，同时替换原LOM系统中的激光器，有效降低成本；利用新的材料，有效提高制件的强度，无需传统LOM技术上的后处理，制件强度、弹性好，变形小、无需防潮处理。该发明专利具有非常大的理论研究和应有价值，由于它的低成本性，能广泛应用于中小型企业、小型3D打印服务中心等，对于新产品的开发以及桌面3D打印技术的推广有着重要的推动作用。保护罩是用来保护加工区域免造外界污染，主要是为了减少喷涂胶水的渗透流出，以及气味发散。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明装置结构简图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明。

下面结合附图对本发明进一步说明：

步骤一：模型分析系统对模型进行处理得出模型每一层轮廓的数据信息，也即各个轮廓点的坐标信息（X,Y），坐标原点可以取任一点，所有轮廓点的坐标均以原点确定其坐标值，通过接口将每层数据信息逐层传递给控制系统；

步骤三：控制系统根据当模型当前层的轮廓数据（即各轮廓点的坐标信息），控制打印喷头在模型当前层轮廓区域以内喷涂粘接剂；

步骤四：当前层喷涂完成后，控制系统控制刀具对制件截面按轮廓进行切割清理直至切割出该层的完整轮廓；

本发明提供一种桌面3D打印系统，包括工作台6、控制系统、喷头2、刀具系统3，步进电机8、模型分析系统，薄膜材料供应装置5，薄膜材料供应装置5用于传送薄膜，步进电机8控制工作台6的升降，模型分析系统分析模型的每一层轮廓数据，并将数据传给控制系统，控制系统根据模型分析系统传输的模型每层轮廓坐标信息控制喷头2在模型当前层轮廓区域内喷洒粘接剂；在每层粘接剂喷洒完毕后，控制系统根据当前层轮廓坐标信息控制刀具系统3的刀具沿当前层轮廓切割，直至切割出模型当前层的轮廓；所述刀具系统及喷头均设置在工作台上；本打印系统还包括保护罩1，保护罩设置在工作台6的上方，罩住工作台4、喷头2及刀具系统3，所述喷头2采用压电式喷头。每完成一层切割，工作台6在步进电机8的带动下下降一个层厚，然后再进行下一层的喷涂及切割，直至最终完成3D打印制件的制作。

Claims

1.一种桌面3D打印方法，包括：

2.一种桌面3D打印系统，包括工作台、控制系统、喷头、刀具系统，步进电机、模型分析系统，薄膜材料供应装置，薄膜材料供应装置用于传送薄膜，步进电机控制工作台的升降，模型分析系统分析模型的每一层轮廓数据（即轮廓点坐标值），并将数据传给控制系统，控制系统根据模型分析系统传输的模型每层轮廓坐标信息控制喷头在模型当前层轮廓区域内喷洒粘接剂；在每层粘接剂喷洒完毕后，控制系统根据当前层轮廓坐标信息控制刀具系统的刀具沿当前层轮廓切割，直至切割出模型当前层的轮廓；所述刀具系统及喷头均设置在工作台上。

3.根据权利要求2所述的桌面3D打印系统，其特征在于：所述打印系统还包括保护罩，保护罩设置在工作台的上方，罩住工作台、喷头及刀具系统。