CN105818373A - 一种3d打印薄壳体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印薄壳体的方法，本方法首先通过将打印的产品的结构分解成若干个部分，通过软件将每个部分构建成虚拟的打印模块，将每个打印模块分解成若干打印层，建立打印模型，通过上述方法将产品的结构中的薄壳结构分离出来，分离成一个或多个打印模块，并选择薄壳结构中表面积最大的面作为基础打印层：然后通过上下相邻两打印层间的原材料线在空间交错成形成一定角度的打印方式，相比以前打印的产品，本方法打印的产品，在横向及纵向都有沿该方向排布的原材料线构成的层，而原材料线为原材料在完全熔融的状态下依靠本身的分子力结合形成的一个整体，因而其抗弯能力很强。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印方法，特别是一种3D打印薄壳体的方法。
背景技术
目前主流的打印方式是通过打印机通过读取预存的产品的三维模型横截面信息，然后用融化的原材料将这些横截面逐行逐层地打印出来，从而构造物体的技术。原材料通常采用的是丝状或棒状的热熔性材料、光固聚合物或可与第二种材料混合凝固的粉状材料等。
但是在FDM(工艺熔融沉积制造)现有技术中，打印大型薄或带弧面的壳体(如汽车前保险杠，类似船型壳体等)时，采用逐行逐层打印时，层与层之间接触面积小，因而层与层之间由原材料熔化凝固形成的粘黏力小，导致弯折时层与层之间易剥离，从而导致壳体折断。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种3D打印薄壳体的方法，以提高薄壳结构的强度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种3D打印薄壳体的方法，其特征在于：
步骤一：分析建模：将需要打印的产品的结构分解成若干个部分，通过软件将每个部分构建成虚拟的打印模块，将每个打印模块分解成若干打印层，建立打印模型，且当打印模块为薄壳结构时，选择该薄壳结构中表面积最大的面作为基础打印层：
步骤二：根据产品的形状制造支撑体，将支撑体固定于打印平台上：
步骤三：通过预设程序控制打印平台转动使待打印面与打印头垂直；
步骤四：打印头开始从下往上逐行打印每一打印层，每一打印层对应沉积一个原材料层，该每一个原材料层都是由若干条原材料线并排沉积构成，且上下相邻两打印层间的原材料线在空间交错成形成一定角度；
步骤五，完成打印后取出支撑体得到最终的打印产品。
进一步地，所述步骤四中的角度为90°。
进一步地，打印模块中所有的相邻面均是连续的。
本发明的有益效果是：本方法首先通过将打印的产品的结构分解成若干个部分，通过软件将每个部分构建成虚拟的打印模块，将每个打印模块分解成若干打印层，建立打印模型，通过上述方法将产品的结构中的薄壳结构分离出来，分离成一个或多个打印模块，并选择薄壳结构中表面积最大的面作为基础打印层：然后通过上下相邻两打印层间的原材料线在空间交错成形成一定角度的打印方式，相比以前打印的产品，本方法打印的产品，在横向及纵向都有沿该方向排布的原材料线构成的层，而原材料线为原材料在完全熔融的状态下依靠本身的分子力结合形成的一个整体，因而其抗弯能力很强，从而不管在任意方向弯折使薄壳结构，都不会仅仅由层与层间的原材料熔化凝固形成的粘黏力来承受，而是包括了由构成该层的原材料线自身的分子力，从而大大提高了薄壳结构的强度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是类似船壳的产品的正视图；
图2是类似船壳的产品的俯视图；
图3是该产品的侧壁的截面视图；
图4是用本方法打印该产品的某一过程示意图；
图5是用本方法打印该产品的侧壁的截面视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。
本发明公开了一种3D打印薄壳体的方法，该方法与之前的打印方式相比具有打印的薄壳体强度高的优点，参照图1、图2，图1、图2为一个产品的正式图及俯视图，该产品类似于一个船壳，以前打印是直接先在打印平台上从底面开始打印沉积，然后在底面上打印侧壁，如同砌墙式的一层一层将侧壁打印出来，在分析建模时，没有将薄壳结构分离，并将侧壁的表面积最大的面作为基础打印层，因而导致在由下往上打印时，层与层间的接触面小，层与层间的粘黏力不够强，弯折时层与层之间易剥离，从而导致壳体折断，如图3所示，展示了侧壁的纵剖面结构，每层都是由原材料线粘黏结成，在某一单一方向没有构成沿该方向排布的原材料线构成的层。针对上述缺点，我们设计了一种新的打印方法：
步骤一：分析建模：将需要打印的产品的结构分解成若干个部分，通过软件将每个部分构建成虚拟的打印模块，将每个打印模块分解成若干打印层，建立打印模型，且当打印模块为薄壳结构时，选择该薄结构中表面积最大的面作为基础打印层，如图4所示的产品，其具有五个面，一个底面和四个侧面，其中相对的两个侧面是弧面，那么可以分解成五个部分，形成五个打印层，建立打印模型，所述打印模块中所有的相邻面均是连续的，如果不连续，一个打印模块中出现了弯折，在打印时，一次是无法连续打印该结构，因而有弯折结构的壳体还需再分解成多个打印模块。
步骤二：根据产品的形状制造支撑体，将支撑体固定于打印平台上，本支撑体的形状为中间长方体，两侧为半圆，平放固定于工作台上：
步骤三：通过预设程序控制打印平台转动使待打印面与打印头垂直；根据打印模型的形状，打印头开始打印，本例中，依然先进行底面的打印，然后，工作台转动九十度，选取每个侧壁的最大面作为打印基础面依次进行侧壁的打印，对四个侧面中的任一侧面打印时，要通过打印平台转动保证每一打印层与打印机的打印头正对，当打印两个弧面时，通过打印头的升降与模型的配合，将薄壳结构的弧面打印出来；打印头正对是为了保证打印质量，因为FDM打印中，原材料是熔融沉积堆叠成型，因而正对时原材料喷出与重力的方向保持一致，原材料才不会偏离预定位置，而且，在打印头喷出原材料时还会对原材料进行挤压，使其与下层保持较好的粘黏力。
步骤四：打印头开始从下往上逐行打印每一打印层，每一打印层对应沉积一个原材料层，该每一个原材料层都是由若干条原材料线并排沉积构成，且上下相邻两打印层间的原材料线在空间交错成形成一定角度，该角度优选为90°；
步骤五，完成打印后取出支撑体得到最终的打印产品。
以上对本发明实施例所提供的一种3D打印薄壳体的方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种3D打印薄壳体的方法，其特征在于：
步骤一：分析建模：将需要打印的产品的结构分解成若干个部分，通过软件将每个部分构建成虚拟的打印模块，将每个打印模块分解成若干打印层，建立打印模型，且当打印模块为薄壳结构时，选择该薄壳结构中表面积最大的面作为基础打印层：
步骤二：根据产品的形状制造支撑体，将支撑体固定于打印平台上：
步骤三：通过预设程序控制打印平台转动使待打印面与打印头垂直；
步骤四：打印头开始从下往上逐行打印每一打印层，每一打印层对应沉积一个原材料层，该每一个原材料层都是由若干条原材料线并排沉积构成，且上下相邻两打印层间的原材料线在空间交错成形成一定角度；
步骤五，完成打印后取出支撑体得到最终的打印产品。
2.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述步骤四中的角度为90°。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印薄壳体的方法，其特征在于：所述打印模块中所有的相邻面均是连续的。
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