CN104589657A - 一种采用尼龙材料的3d打印机的打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用尼龙材料的3D打印机的打印方法：将尼龙材料在50-100℃中烘干2-10小时；密封打印机主体，开启加热装置并将温度设定60-150℃，预热10-120分钟，使围板外壳内温度升至35-110℃；将烘干后的尼龙材料引入熔丝机构中；在打印底板上涂抹预设厚度的粘合剂；3D打印机主体工作时，加热装置温度60-150℃，打印速度20-200mm/s。加热装置的产生的热量并结合围板外壳的保温可保证3D打印机主体工作时，温度能够维持在预定的温度，维持较长时间，可保证尼龙材料能够稳定成型，防止出现翘边或开裂问题，提高了打印产品的质量。

Description

一种采用尼龙材料的3D打印机的打印方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，更具体的说，是涉及一种采用尼龙材料的3D打印机的打印方法。

背景技术

3D打印又称积层制造(Additive Manufacturing，AM)，属于快速成形技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础直接制造几乎任意形状三维实体的技术。3D打印运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体，即“层造形法”。

尼龙，作为现今一种新的3D打印材料，对3D打印的发展有着重要意义。尼龙具有比传统3D打印材料更高的强度，更高的使用温度。尼龙耗材的出现，大大拓展了3D打印技术的应用范围。但由于尼龙材料高吸水率，高结晶度，熔化温度较高等特性，在桌面级3D打印机上成型中容易出现翘边，开裂等缺陷，而目前的3D打印机在打印过程中无法保证温度的恒定甚至很难提供较高的温度，而影响尼龙材料3D成品的质量。

因此，如何保证3D打印机工作时的温度，以保证3D成品的质量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种采用尼龙材料的3D打印机的打印方法，以保证3D成品的质量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种采用尼龙材料的3D打印机的打印方法，其包括步骤：

将尼龙材料在50-100℃中烘干2-10小时；

调节3D打印机的加热装置至水平；

密封3D打印机的用于打印产品的打印机主体，开启加热装置并将温度设定60℃-150℃，并预热10-120分钟，使罩设在3D打印机的围板外壳内温度升至35-110℃；

将烘干后的尼龙材料引入打印机主体的熔丝机构中；

在打印底板上涂抹预设厚度的粘合剂；

3D打印机主体工作时，加热装置温度维持在60-150℃，设置3D打印机主体的打印速度在20-200mm/s。

优选地，上述的打印方法中，所述粘合剂的厚度不超过0.5mm，并用滚轮推匀抹平。

优选地，上述的打印方法中，所述围板外壳罩设在所述3D打印机主体外侧，用于对所述3D打印机主体工作时进行保温，所述加热装置设置在所述围板外壳与所述3D打印机主体之间。

优选地，上述的打印方法中，所述围板外壳设置有取料门，所述取料门与所述围板外壳可密封配合。

优选地，上述的打印方法中，所述加热装置设置在所述围板外壳的底面；所述加热装置与所述围板外壳的底面通过调平螺丝相连，所述调平螺丝用于调节所述加热装置的水平度。

优选地，上述的打印方法中，所述加热装置为与电加热器相连的平整的不锈钢板，所述不锈钢板上固定有与所述3D打印机主体的喷嘴相对的打印底板。

优选地，上述的打印方法中，所述3D打印机主体的喷头与所述加热装置相对。

优选地，上述的打印方法中，所述3D打印机主体中与所述喷头相连的挤出装置包括：

挤出机主体；

安装在所述挤出机主体上的驱动装置；

与所述驱动装置的输出端相连的挤出齿轮，所述驱动装置驱动所述挤出齿轮转动；

可转动的安装在所述挤出机主体上的导向轮，所述导向轮与所述挤出齿轮之间具有供打印材料穿过的缝隙，所述缝隙小于打印材料的直径。

优选地，上述的打印方法中，所述3D打印机主体还包括与所述挤出装置相连的调节装置，所述调节装置与所述驱动装置相连，调节所述挤出齿轮与所述导向轮之间缝隙的大小。

优选地，上述的打印方法中，所述调节装置包括：

通过螺纹与所述挤出机主体相连的调节螺杆，所述调节螺杆沿垂直于所述挤出齿轮与所述导向轮连线的方向运动；

与所述调节螺杆连的凸台，所述凸台随所述调节螺杆移动挤压所述驱动装置使所述驱动装置沿靠近或远离所述导向轮的方向移动；

与所述凸台另一端相连的弹簧，所述弹簧安装在所述挤出机主体远离所述调节螺杆的一端。

经由上述的技术方案可知，本发明公开了一种采用尼龙材料的3D打印机的打印方法，包括步骤：将尼龙材料在50-100℃中烘干2-10小时；调节3D打印机的加热装置至水平；密封3D打印机的用于打印产品的打印机主体，开启加热装置并将温度设定60℃-150℃，并预热10-120分钟，使3D打印机的围板外壳内温度升至35-110℃；将烘干后的尼龙材料引入打印机主体的熔丝机构中；在打印底板上涂抹预设厚度的粘合剂；3D打印机主体工作时，加热装置温度维持在60-150℃，设置3D打印机主体的打印速度在20-200mm/s。使用时，通过加热装置的产生的热量同时结合罩设在3D打印机主体上的围板外壳的保温可保证放置在围板外壳内的3D打印机主体工作时，温度能够维持在预定的温度，并能维持较长时间，因此，可保证尼龙材料能够稳定成型，防止出现翘边或开裂的问题，从而提高了打印产品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的3D打印机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的3D打印机主体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的采用尼龙材料的3D打印机的打印方法。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种采用尼龙材料的3D打印机的打印方法，以保证3D成品的质量。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明公开了一种3D打印机，其包括：用于打印产品的3D打印机主体；罩设在3D打印机主体外侧的围板外壳1，该围板外壳1用于对3D打印机主体工作时进行保温；设置在围板外壳1与3D打印机主体之间的加热装置4。使用时，通过加热装置4的产生的热量同时结合罩设在3D打印机主体上的围板外壳1的保温可保证放置在围板外壳内的3D打印机主体工作时，温度能够维持在预定的温度，并能维持较长时间，因此，可保证尼龙材料能够稳定成型，防止出现翘边或开裂的问题，从而提高了打印产品的质量。

具体的实施例中，上述的围板外壳1设置有用于取出3D打印机主体打印完的产品的取料门，该取料门与围板外壳可密封配合，以保证整个围板外壳内部的密封性。对于门结构的尺寸和形状本申请并不做具体的限定，只要能够实现供3D打印产品的取出即可。

进一步的实施例中，将加热装置4设置在围板外壳1的底面上。通过上述设置，在加热装置4启动后产生的热量会逐渐向上传递，可保证对尼龙材料加热的均匀性。在实际还可将加热装置4设置在围板外壳1的侧边或顶部。如3D打印机外部空气温度较低，围板外壳1需要做适当的保温设计，使用保温材料进行包裹等。

为了提高打印出的产品的质量，防止出现倾斜的问题，将该加热装置4与围板外壳1通过调平螺丝2相连，在打印前通过调平螺丝2调节加热装置4的水平度，从而防止打印出的产品的发生倾斜。

本申请中公开的加热装置4为与电加热器相连的平整的不锈钢板，并且该不锈钢板上固定有与所述3D打印机主体的喷嘴相对的打印底板，具体地，本申请中公开的为玻璃板3，此外，在实际中也可使用环氧树脂板、尼龙板或钢板等。此处只是提供了一种加热装置4的具体结构，本领域技术人员可以理解的是，对于其他可实现加热的装置也在保护范围内。对于设置了玻璃板3可防止对产品直接接触影响产品的质量。使用可拆卸式的平整的玻璃板3固定于加热装置4的不锈钢板上作为打印底板，对于打印底板的在不锈钢板上的固定方式可采用螺丝固定、夹子固定或C字型带螺丝夹子固定等。使用水溶性固体胶辅助尼龙丝材在玻璃板3上成型，使用时在玻璃板3上涂抹一层厚度很薄的粘合剂，用滚轮推匀抹平。对于粘合剂可为水溶性PVA胶、502胶、环氧树脂胶黏剂、热熔胶、聚丙烯酸酯乳液、聚氨酯胶黏剂或压敏胶黏剂等。

在上述技术方案的基础上，本申请中公开的3D打印机主体的喷头与加热装置相对，以保证加热装置4产生的热量能够较快的达到3D打印机主体的喷头处，提高喷头打印的产品处的温度。通过上述设置可降低加热装置4的加热温度，降低成本。对于喷头具体包括喷嘴08和设置在喷嘴08处的加热块07，设置加热块07的目的在对打印材料进行加热，以保证打印材料能够从喷嘴08处挤出。

此外，本申请中公开的3D打印机主体中与喷头相连的挤出装置包括：挤出机主体02、驱动装置05、挤出齿轮04和导向轮03。其中，驱动装置05可以为电机且安装在挤出机主体02上；挤出齿轮04安装在驱动装置05的输出端上，优选地为电机的输出轴上，并通过电机的转动而带动挤出齿轮04转动；上述的导向轮03可转动的安装在挤出机主体02上，并且导向轮03与挤出齿轮04之间具有供打印材料穿过的缝隙，并且该缝隙小于打印材料的直径。通过上述设置，在使用时开启驱动装置05，由于挤出齿轮04会转动从而带动设置在挤出齿轮04与导向轮03之间的打印材料向挤出齿轮04的转动方向移动，此时，导向轮03同步转动，由于导向轮03与挤出齿轮04之间的缝隙较小会挤压打印材料，即该挤出装置不仅实现对打印材料的挤压，并且同时实现对挤压后的材料的运输。

更进一步的实施例中，该3D打印机主体还包括与挤出装置相连的调节装置，该调节装置与驱动装置05相连以调节挤出齿轮04与导向轮03之间缝隙的大小。通过设置调节装置以调节导向轮03与挤出齿轮04之间缝隙的大小，从而可实现对不同尺寸打印材料的挤压，进而提高该装置的使用范围。

对于该调节装置其具体包括：调节螺杆01、凸台和弹簧06。其中，调节螺杆01通过螺纹与挤出机主体02相连，而调节螺杆01沿垂直于挤出齿轮04与导向轮03连线的方向运动，即在调节螺杆01转动时，调节螺杆01相对于挤出机主体02运动。上述凸台与该调节螺杆01相连，该凸台随调节螺杆01移动而挤压驱动装置05能够使驱动装置05沿靠近或远离导向轮03的方向移动，具体地，当对驱动装置05挤压的力度较大时，使得驱动装置05向靠近导向轮03的方向移动，而当挤压的力度小时，驱动装置05向远离导向轮03的方向移动。在实际中，该凸台可为T字型凸台，当该凸台的横梁与驱动装置05相抵时驱动装置05向靠近导向轮03的方向移动，缝隙减小，而当该凸台的竖梁与驱动装置05相抵时驱动装置05向远离导向轮03的方向移动，缝隙增大。为了对凸台的运动进行缓冲，防止凸台撞击挤出机主体02，进一步的实施例中提供了与凸台远离调节螺杆01的一侧设置了弹簧06，该弹簧06安装在凸台远离调节螺杆01的一端。

请参考图3所示，本申请还提供了一种采用尼龙材料的3D打印机的打印方法，具体的包括以下步骤：

步骤S1：将尼龙材料在50-100℃中烘干2-10小时。

通过对尼龙材料的预烘干可保证尼龙材料处于干燥状态，减少尼龙材料的含水量，提高尼龙材料成型性。

步骤S2：调节3D打印机主体的调平螺丝，将加热装置调节至水平。

通过调节加热装置的平整度，以保证打印产品的质量，防止出现倾斜的问题。

步骤S3：关闭门板密封3D打印机主体，开启加热装置并将温度设定60℃-150℃，并预热10-120分钟，使围板外壳内温度升至35-110℃。

通过上述设置可保证在3D打印机主体前打印环境的温度，预热使得打印机内部温度处于合适的范围，有利于减少制件内部内应力，减少翘曲，从而以提高打印的产品质量。

步骤S4：将烘干后的尼龙材料引入打印机主体的熔丝机构中。

步骤S5：在打印底板上涂抹一层厚度不超过0.5mm的粘合剂，并用滚轮推匀抹平。

使用水溶性固体胶辅助尼龙丝材在玻璃板3上成型，使用时在玻璃板3上涂抹一层厚度很薄的粘合剂，用滚轮推匀抹平。对于粘合剂可为水溶性PVA胶、502胶、环氧树脂胶黏剂、热熔胶、聚丙烯酸酯乳液、聚氨酯胶黏剂或压敏胶黏剂等。粘合剂能够使制品贴合在打印底板上，防止打印途中出现曲翘，脱落。

步骤S6：3D打印机主体工作时，加热装置温度为60-150℃，3D打印机主体的打印速度为20-200mm/s。

此处限定了一种3D打印机主体工作时的工作温度，优选地，3D打印机围壁内部空气温度达到35-50度较佳。在此温度范围内中，将3D打印机主体的打印速度设定在20-200mm/s。维持加热装置的温度时为了保证打印机内部的温度。

步骤S6：3D打印机主体打印完成后，加热装置的温度设定为60-80℃，并维持10-60分钟。

维持底板的温度，可以对成型后的产品进行热处理，提高产品强度，减少产品内部内应力。

通过上述设置可保证打印后的产品的成型性，需要对加工后的产品保温一定的时间。对于加工完成的产品用带扁平头的铲子把打印完成的制品从边角铲起从玻璃板剥离。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种采用尼龙材料的3D打印机的打印方法，其特征在于，包括步骤：

将尼龙材料在50-100℃中烘干2-10小时；

调节3D打印机的加热装置至水平；

密封3D打印机的用于打印产品的打印机主体，开启加热装置并将温度设定60℃-150℃，并预热10-120分钟，使罩设在3D打印机主体外侧的围板外壳内温度升至35-110℃；

将烘干后的尼龙材料引入打印机主体的熔丝机构中；

在打印底板上涂抹预设厚度的粘合剂；

3D打印机主体工作时，加热装置温度维持在60-150℃，设置3D打印机主体的打印速度在20-200mm/s。

2.根据权利要求1所述的打印方法，其特征在于，所述粘合剂的厚度不超过0.5mm，并用滚轮推匀抹平。

3.根据权利要求1所述的打印方法，其特征在于，所述围板外壳罩设在所述3D打印机主体外侧，用于对所述3D打印机主体工作时进行保温，所述加热装置设置在所述围板外壳(1)与所述3D打印机主体之间。

4.根据权利要求3所述的打印方法，其特征在于，所述围板外壳(1)设置有取料门，所述取料门与所述围板外壳可密封配合。

5.根据权利要求3所述的打印方法，其特征在于，所述加热装置(4)设置在所述围板外壳(1)的底面；所述加热装置(4)与所述围板外壳(1)的底面通过调平螺丝(2)相连，所述调平螺丝(2)用于调节所述加热装置(4)的水平度。

6.根据权利要求1所述的打印方法，其特征在于，所述加热装置(4)为与电加热器相连的平整的不锈钢板，所述不锈钢板上固定有与所述3D打印机主体的喷嘴相对的打印底板。

7.根据权利要求1-6任一项所述的打印方法，其特征在于，所述3D打印机主体的喷头与所述加热装置(4)相对。

8.根据权利要求7所述的打印方法，其特征在于，所述3D打印机主体中与所述喷头相连的挤出装置包括：

挤出机主体(02)；

安装在所述挤出机主体(02)上的驱动装置(05)；

与所述驱动装置(05)的输出端相连的挤出齿轮(04)，所述驱动装置(05)驱动所述挤出齿轮(04)转动；

可转动的安装在所述挤出机主体(02)上的导向轮(03)，所述导向轮(03)与所述挤出齿轮(04)之间具有供打印材料穿过的缝隙，所述缝隙小于打印材料的直径。

9.根据权利要求8所述的打印方法，其特征在于，所述3D打印机主体还包括与所述挤出装置相连的调节装置，所述调节装置与所述驱动装置相(05)连，调节所述挤出齿轮(04)与所述导向轮(03)之间缝隙的大小。

10.根据权利要求8所述的打印方法，其特征在于，所述调节装置包括：

通过螺纹与所述挤出机主体(02)相连的调节螺杆(01)，所述调节螺杆(01)沿垂直于所述挤出齿轮(04)与所述导向轮(03)连线的方向运动；

与所述调节螺杆(01)相连的凸台，所述凸台随所述调节螺杆(01)移动挤压所述驱动装置(05)使所述驱动装置(05)沿靠近或远离所述导向轮(03)的方向移动；

与所述凸台另一端相连的弹簧(06)，所述弹簧(06)安装在所述挤出机主体(02)远离所述调节螺杆(01)的一端。