CN105984138B - 一种服饰单面成型法及3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种服饰单面成型法及3D打印装置，属于FDM型3D打印领域，包括：长距多孔打印头、双排孔填充打印头、单面成型法。其特征是：先用长距多孔打印头打印一层的布面层，并预留接续位置的一条边沿条，然后用双排孔填充打印头打印一层水溶性材料夹层或在上面覆一层隔板，并折起边沿条，再用长距多孔打印头打印一层布面层，并把边沿条和第三层的布面层热熔在一起。最后溶解掉水溶性材料或抽掉隔板层后，即形成一件服饰。本发明实现了用3D打印技术制造服饰穿戴类产品，节省了成本，缩短了加工时间，款式更灵活，可以替代部分传统服饰穿戴类的加工工艺。

Description

一种服饰单面成型法及3D打印装置

技术领域

本发明涉及一种3D打印制造技术的领域，更具体地说，涉及一种利用3D打印技术制造服饰穿戴类产品的实施方法及其装置。

背景技术

目前FDM型的3D打印机因挤出机结构的问题，只能使用少数几种材料，也只能打印模型级别的产品，且一个喷头为一个喷嘴孔，打印时一条条粘合在一起，一层层依次逐步堆积制造，无法实现多条线同时打印，无法方便的实现每条线的交叉叠加，无法方便的实现纵横交错的编织，无法实现布面料的制造，因此也无法3D打印制作服饰穿戴类产品。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明使用布面料的原始材料、添加剂、颜料在打印头的热熔腔体热熔后，由挤压泵输出热熔材料，先用长距多孔打印头打印一层的布面层，并预留接续位置的一条边沿条。然后在上面覆一层隔板，或用双排孔填充打印头打印一层水溶性材料，并折起边沿条。最后再用长距多孔打印头打印一层布面层，并把第一层的布面层边沿条和第三层的布面层热熔在一起。最后抽掉隔板层或溶解掉水溶性材料后，即形成一件服饰，实现3D打印制造服饰穿戴类产品。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供的以下技术方案。

一种服饰单面成型法，为单面打印后抽空成型的方法，具体为以下步骤。

第一步，先打印布面层。

01）制造布面料的原始材料、添加剂、颜料送入弹性耐高温光滑面软管，该弹性耐高温光滑面软管上端固定在3D打印机架构上，下端固定在热熔腔体上，利用长距多孔打印头来回的移动，牵引软管同时抖动，使粒子颗粒自动向下滑动而实现连续补充，输送到热熔腔体直接热熔后，由挤压方式的挤压泵输出热熔材料，通过长距离排列多孔喷头挤出熔丝，3D打印机控制系统牵引喷头在X轴Y轴方向精确坐标的移动，因喷头上为一排的微型孔，且每个微型孔相隔较长的距离，所以打印出的为一排稀疏的平行线，平行线的间距为L，往复多次，多排平行线相拼起来即形成一个平行线组成的一个层线，且每个线的间隔相等，从而完成第一次层线打印，即形成一编线层。

02）然后通过Z轴抬升长距多孔打印头，同时长距多孔打印头正方向旋转一定的角度，比如90°，以相同的方式开始打印第二次层线，形成二编线层。第二次同时为一层稀疏的平行线，第二次层线在交叉遇到第一次层线的线时，因挤出材料的热熔特性，形成一个个融合为一体的牢固的结点，除了微凸的结点外，在中间的间隔处，第二次的层线因自身热熔特性而下垂到第一次层线相同的高度，从而使第二次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。

03）接着长距多孔打印头反方向旋转相同的角度，在第一次层线横向起点的坐标位置，沿第一次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的固定距离L1，紧挨着第一次的层线边上开始打印第三次层线，形成三编线层，该平移的固定距离即为布面料的线间隔L1，第三次的层线和第一次的层线平行，第三次的层线和第二次的层线交叉，形成和上次微凸结点在相同高度的结点，同时在中间的间隔处，第三次的层线因自身热熔特性而下垂到第一个面层相同的高度，从而使第三次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。

04）然后长距多孔打印头再正方向旋转相同的角度，在第二次层线纵向起点的坐标位置，沿第二次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的固定距离L1，紧挨着第二次的层线边上打印第四次层线，且第四次的层线和第一，第三次的层线交叉，同样结果合并在第一个层面里，形成四编线层。

05）依次类推打印每次层线时长距多孔打印头正反旋转相同的角度，每个奇数层线平行，每打印一个奇数层线，长距多孔打印头都沿该层线垂直方向继续再平移线间隔L1，且每个奇数层线打印时的横向起点在一条直线上；每个偶数层线平行，每打印一个偶数层线，长距多孔打印头都沿该层线垂直方向方向继续再平移线间隔L1，且每个偶数层线打印时的纵向起点在一条直线上。以此方式，直至纵向和横向的平行线间的间隔被打印填满，即整层排满熔丝线，从而完成了单层编织型布面料3D打印制造。

06）重复1)至5)步骤多次叠加打印单层布面料时，可选择完成3D打印制造厚交叉编织型布面料。

07）打印的第一层布面层尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸，再加上额外预留出最外接续位置的一条边沿条尺寸。

第二步，打印一层填充夹层。

01）控制系统抬升长距多孔打印头，同时下降双排孔填充打印头，并替换启用双排孔填充打印头。

02）3D打印机控制系统牵引双排孔填充打印头在X轴Y轴方向精确的移动，双排孔喷头上为二排并排的微型孔，挤出的二排熔丝线下沉后，合并成单层的紧密排线熔丝。控制系统随时启动旋转电机旋转，使其微型孔一字排列的方向和双排孔填充打印头移动方向永远保持垂直。

03）打印出一个整层的填充夹层，夹层具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸。

第三步，把额外预留出最外接续位置的一条边沿条向上折起，并覆盖在刚打印出的填充夹层之上。边沿条的设计，使长距多孔打印头打印时空余的三角形死角留在边沿条里，边沿条被折起后，即消除了布面层的齿型缺口。

第四步，再打印一层布面层。

01）控制系统抬升抬升双排孔填充打印头，同时下降长距多孔打印头，并替换启用长距多孔打印头。

02）使用与第一步相同的方式，再打印一层布面层，并使折起的边沿条和第三层的布面层热熔在一起。

03）打印的第三层布面层的具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸。

04）同时，启动热气打磨并冷气定型装置，半导体制冷片在通电后，产生一面的制冷端和一面制热端，在制冷端产生0°以下的温度，在制热端产生了高于室温的相对高温度。制热端的相对高温度，迅速使金属热栅片也处于相对高温度，同时导热金属丝因连接金属热栅片，使导热风管内壁的导热金属丝从头到尾同样处于相对高温度。鼓热风扇挤压的空气，经过金属热栅片初步制热成热气。由金属热栅片制热后的热气不容易被深度制热，当热气再压入导热风管内后，延长并加大了冷热传导的接触面积，被导热金属丝进一步再深度制热，提供了制热鼓风端所需的热气。制热鼓风端把热气挤压到热气腔体，同时混合热熔腔体的发热器件产生的热气，里层的热气腔体汇总后的热气经螺旋环形风口喷出，同心圆形状的环形口形成向心角度的锥形风向，汇成向下的螺旋热气，聚焦对准刚被挤出的热性熔丝打磨。

05）完成打磨过程的热气，汇集在熔丝喷嘴附件，在中间层下面的环形抽风口扣罩在该区域，通过回抽腔体，同时在回抽热气，使刚增材堆积的材料上方的热气尽量的被抽空。

06）制冷端0°以下的温度，迅速使金属冷栅片也处于0°以下温度，同时导冷金属丝因连接金属冷栅片，使导冷风管内壁的导冷金属丝从头到尾同样被制冷在较低的温度。鼓冷风扇挤压的空气，经过金属冷栅片初步制冷成冷气。由金属冷栅片制冷后的冷气不容易被深度制冷，当冷气再压入导冷风管内后，延长并加大了冷热传导的接触面积，被导冷金属丝进一步再深度制冷，提供了制冷鼓风端所需的冷气。刚被增材堆积的材料本身还有较高温度，甚至上下多层的材料的温度也将保持较长的时间，由制冷鼓风端把该冷气向下吹压至扣罩在外层的半导体制冷腔体和下端环形的冷气喷口，并吹向喷头和打印物体。随着打印头的来回移动，喷出冷气的路径和打印头移动的路径一致，致使刚被打磨后的形态被迅速冷固定型。

07）布面层上，尤其是边沿条位置，经过热气打磨去除了杂丝，接续了熔丝丝头，熔接后并迅速冷固了边沿条结合处。

第五步，在第一步至第四步打印的同时，以相同的方法扩大打印衣领面积，即成型竖衣领，竖衣领翻折后形成了翻衣领。

第六步，在需要辅饰的位置，打印与辅饰相同图形相同面积的填充夹层，在该填充夹层上面再打印一块布面层，并额外多打印接续位置的一条辅饰边沿条，边沿条与之前打印的布面层热熔在一起，成型了口袋及辅饰。

第七步，取出打印的目标物品，用水溶解掉水溶性材料后，自然形成中空腔，即制成了服饰穿戴类产品。

另一具体方案为：与上述的第二步具相同效果的另一夹层方案：用软质板片裁剪成需求的平面尺寸夹层，该平面尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸，当第一层和第三层通过边沿条熔接在一体后，抽出平面夹层。

一种3D打印装置，包括：长距多孔打印头、双排孔填充打印头。其中，长距多孔打印头打印布面层，双排孔填充打印头打印二层布面层之间的填充夹层，二个打印头交替使用。

所述的长距多孔打印头，还包括挤压泵、热熔腔体、长距离排列多孔喷头、旋转电机、热气打磨并冷气定型装置。3D打印机由X轴、Y轴、Z轴三维实现立体定位打印，在X轴上设置Z轴升降台， Z轴升降台上固定着热熔腔体、挤压泵、长距离排列多孔喷头，共同构成长距多孔打印头。3D打印机框架上固定弹性耐高温光滑面软管的一头，打印头的热熔腔体固定一个弹性耐高温光滑面软管的另一头。

所述的长距离排列多孔喷头，为3D打印编织型布面料时使用的专用喷头，配置一排微型孔的喷头，微型孔一直排列到接近喷头的边沿的位置，微型孔相隔的距离大于2倍以上微型孔孔径的长度。在挤压泵和热熔腔体下端设置大孔径的母喷嘴，长距离排列多孔喷头作为子喷嘴套接在母喷嘴上。

所述的双排孔填充打印头，包括：热熔腔体、挤压泵、双排孔喷头、旋转电机。3D打印机由X轴、Y轴、Z轴三维实现立体定位打印，在X轴上设置Z轴升降台， Z轴升降台上的热熔腔体和挤压泵合为一体，并连接双排孔喷头。3D打印机框架上固定弹性耐高温光滑面软管的一头，打印头的热熔腔体固定一个弹性耐高温光滑面软管的另一头。

所述的双排孔喷头，为3D打印填充材料时使用的专用喷头，上面设置二排平行微型孔，二排上的微型孔上下位置交错布置，每排微型孔一字排开一直排列到接近喷头的边沿的位置，每排微型孔相隔的距离等于或略小于微型孔的直径，上排的每个微型孔中心位置在对齐下排的空隙处的中心点位置。在挤压泵和热熔腔体下端设置大孔径的母喷嘴，双排孔喷头作为子喷嘴套接在母喷嘴上。

所述的热熔腔体，为发热腔体，制造布面料的原始材料、添加剂、颜料送入弹性耐高温光滑面软管后进入热熔腔体，打印头来回的移动，牵引软管同时抖动，使粒子颗粒自动向下滑动而连续补充输送到热熔腔体直接热熔成熔液。

所述的挤压泵和热熔腔体合为一体，为螺杆泵或齿轮泵的压力泵装置，热熔后熔液直接向3D打印机喷头挤压。

所述的热气打磨并冷气定型装置，还包括：热气腔体、螺旋热气环形喷口、热气回抽腔体、半导体制冷腔体、半导体制冷制热装置。其中，三个腔体由从里面到中间，再到外层，互套在一起成整个整体，分别为里层的热气腔体，中间的热气回抽腔体，外层半导体制冷腔体，螺旋热气环形喷口安装在热气腔体的最下端，半导体制冷制热装置的制热鼓风端连接热气腔体，制冷鼓风端连接半导体制冷腔体，热气回抽腔体通过导风管连接抽风风扇。

所述的热气腔体，是在热熔腔体外部罩一个隔空热气腔体，半导体制冷制热装置通电后，在制热端产生热气，制热鼓风端把该热气吹到热气腔体，同时混合热熔腔体外侧发热器件产生的热气，一并吹向螺旋热气环形喷口。

所述的螺旋热气环形喷口，内设螺旋叶片组，在风压下产生螺旋热气，环形风口正对热熔材料喷嘴，环形螺旋热气对刚挤出的热熔材料进行打磨挤压，使每次挤出的热熔材料和之前挤出的材料互相搅拌，减少间隙，并使挤出的材料更加平坦，消除一条条的凹凸线纹。

所述的热气回抽腔体，下端环形口紧挨着螺旋热气环形喷口，为第二层腔体，上下通空，上端有风扇回抽热气，避免喷头和打印物品周围积压太多的热气。

所述的半导体制冷腔体，下端的环形出风口紧挨着热气回抽腔体的下端环形口，为第三层腔体，上下通空，上端连接半导体的制冷鼓风端，半导体制冷制热装置通电后，在制冷端产生冷气，由制冷鼓风端把该冷气向下吹压至下端环形口，并吹向喷头和打印物体，冷却定型被打磨后的材料。

所述的半导体制冷制热装置，包括制冷鼓风端、制热鼓风端。

在半导体制冷片的制冷端配置金属冷栅片、鼓冷风扇、导冷风管、隔冷罩壳、导冷金属丝，共同组成制冷鼓风端，具体为：金属冷栅片由高传热性的多层金属片组成，并紧贴着半导体制冷片的制冷端，其表面固定导冷金属丝的一头，导冷金属丝的其余部分全部贴在导冷风管内壁上，导冷风管连接隔冷罩壳，鼓冷风扇和隔冷罩壳围成半封闭隔温腔体。

在半导体制冷片的制热端配置金属热栅片、鼓热风扇、导热风管、隔热罩壳、导热金属丝，共同组成制热鼓风端。具体为：金属热栅片由高传热性的多层金属片组成，并紧贴着半导体制冷片的制热端，其表面固定导热金属丝的一头，导热金属丝的其余部分全部贴在导热风管内壁上，导热风管连接隔热罩壳，鼓热风扇和隔热罩壳围成半封闭隔温腔体。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果。

使用布面料原料颗粒，热熔编织后，因为交叉点热熔成一个结点，更加牢固。

横向线材和纵向线材利用多次上下交叉接触点热熔结合的方式，代替传统织布法。

省去了熔丝纺线过程，省去了纺织织布过程，省去了裁剪过程，省去了缝纫机缝合过程。

避免了因裁剪产生的大量的边角料，且避免缝纫产生的毛糙缝带，可以直接用于批量生产制造，大大节省了生产成本，也大大缩短了单件服饰穿戴类产出时间，灵活方便设计款式，也大大提高了效率。

当使用和纺织线类一样属性的通用型普通塑料粒子材料时，可制成普通服装等穿戴类。

当使用蛋白质原料颗粒时，可制成类真丝等级的服饰穿戴类。

附图说明

图1是本发明的一种3D打印装置的剖视图。

图2是本发明的长距离排列多孔喷头的仰视图。

图3是本发明的实施步骤中的挤出熔丝的一编线层。

图4是本发明的实施步骤中的挤出熔丝的二编线层。

图5是本发明的实施步骤中的挤出熔丝的三编线层。

图6是本发明的实施步骤中的挤出熔丝的四编线层。

图7是本发明的实施完的单层交叉编织型布面料。

图8是本发明的长距多孔打印头的剖视图。

图9是本发明的热气打磨并冷气制冷的装置图。

图10是本发明的双排孔喷头的仰视图。

图11是本发明的实施步骤中的填充夹层的过程图。

图12是本发明的服饰的第一层的布面层成型图。

图13是本发明的服饰的第二层的填充夹层成型图。

图14是本发明的服饰的边沿条折起图。

图15是本发明的服饰的第三层的布面层成型图。

图16是本发明的服饰的成型及辅饰图。

图17是本发明的服饰的软质板片裁剪夹层图。

图18是本发明的双排孔填充打印头的剖视图。

图19是本发明的螺旋热气环形喷口斜视图。

图20是本发明的半导体制冷制热装置图。

图21是本发明的热气打磨并冷气定型装置内部剖开斜视图。

1-A热熔腔体，2-A挤压泵，3-长距离排列多孔喷头，4-A挤压电机，5-X轴Y轴架构，6-A发热器件，7-A温度传感器， 9-A边沿，10-A微型孔，11-平行线熔丝，12-L距离，13-横向起点，14-L间距，15-(A)Z轴升降台，16-A弹性耐高温光滑面软管，17-(A)Z轴电机，18-A丝杆,19-A固定架，20-A旋转电机，21-结点，22-L1线间隔，23-交叉编织结构，24-螺旋热气环形喷口，25-环形抽风口，26-冷气喷口，27-半导体制冷制热装置，28-抽风风扇，29-制热鼓风端，30-制冷鼓风端，31-边沿条，32-单面实际尺寸，33-填充夹层，34-折完的边沿条，35-第三层的布面层，36-导冷风管，37-金属热栅片，38-鼓热风扇，39-导热风管，40-半导体制冷片，41-导风管，42-隔冷罩壳，43-隔热罩壳，44-导冷金属丝，45-导热金属丝，46-冷风口，47-热风口，53-B旋转电机，54-B挤压电机，55-B弹性耐高温光滑面软管，56-B发热器件，57-B温度传感器，58-B挤压泵，59-B热熔腔体，60-双排孔喷头，61-(B)Z轴电机，62-B丝杆，63-B固定架，64-B边沿，65-L3距离，66-紧密排线熔丝，67-（B）Z轴升降台，68-B微型孔，71-热气腔体，72-热气回抽腔体，73-半导体制冷腔体， 74-A母喷嘴，75-B母喷嘴，76-螺旋叶片组，77-金属冷栅片，78-鼓冷风扇，121-辅饰，122-辅饰填充夹层，123-辅饰边沿条，124-空缝隙，125-衣领，126-纵向起点。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

一种服饰单面成型法，为以下步骤。

第一步，先打印布面层。

01）在3D打印时，制造布面料的原始材料、添加剂、颜料送入弹性耐高温光滑面软管16，该弹性耐高温光滑面软管16上端固定在3D打印机架构上，下端固定在热熔腔体1上，利用打印头来回的移动，牵引该软管同时抖动，使粒子颗粒自动向下滑动而实现连续补充，输送到热熔腔体1直接热熔后，由挤压泵2的挤压输出热熔材料，通过长距离排列的多孔喷头3挤出熔丝，3D打印机控制系统牵引长距多孔打印头40或图8在X轴Y轴方向精确的移动，因长距离排列的多孔喷头3上为一排的微型孔10，且每个微型孔10相隔较长的L距离12，所以打印出的为一排稀疏的平行线熔丝11，平行线同样为L间距14，往复多次，多排相拼起来即形成一个平行线组成的一编线层（图3），且每个线的间隔相等。

02）然后通过Z轴升降台15抬升长距多孔打印头40或图8，同时长距多孔打印头40或图8由旋转电机20旋转一定的角度，比如90°，以相同的方式开始打印第二次层线，形成二编线层（图4），第二次同时为一层稀疏的平行线熔丝11，第二次打印在交叉遇到第一次层线的平行线熔丝11时，因挤出材料的热熔特性，形成一个个融合为一体的牢固的结点21，除了微凸的结点21外，在中间的间隔处，第二次的层线因自身热熔特性而下垂到第一次层线相同的高度，从而使第二次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。

03）长距多孔打印头40或图8由旋转电机20反方向旋转相同的角度，长距离排列的多孔喷头3在第一次层线横向起点13的坐标位置，沿第一次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的L1固定距离22，紧挨着第一次的层线边上挤出的平行线熔丝11打印第三次层线，该平移的固定距离即为布面料的L1线间隔22，第三次的层线和第一次的层线平行，形成三编线层（图5），第三次的层线和第二次的层线交叉，形成和上次微凸结点在相同高度的结点，同时在中间的间隔处，第三次的层线因自身热熔特性而下垂到第一个面层相同的高度，从而使第三次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。

04）接着长距多孔打印头（图8）再正方向旋转相同的角度，在第二次层线纵向起点126的坐标位置，沿第二次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的固定距离L1，紧挨着第二次的层线边上打印第四次层线，且第四次的层线和第一，第三次的层线交叉，形成四编线层（图6）。

05）依次类推打印每次层线时长距多孔打印头正反旋转相同的角度，每个奇数层线平行，每打印一个奇数层线，长距多孔打印头都沿该层线垂直方向继续再平移线间隔L1，且每个奇数层线打印时的横向起点13在一条直线上；每个偶数层线平行，每打印一个偶数层线，长距多孔打印头都沿该层线垂直方向方向继续再平移线间隔L1，且每个偶数层线打印时的纵向起点126在一条直线上。以此方式，直至纵向和横向的平行线间的间隔被打印填满，即整层排满熔丝线，使每根熔丝线通过结点21牢固熔接时同时形成交叉编织结构23，从而完成了单层编织型布面料（图7）3D打印制造。

06）重复1)至5)步骤多次叠加打印单层布面料时，可选择完成3D打印制造厚交叉编织型布面料。

07）打印的第一层布面层（图12）尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸32，加上额外预留出最外接续位置的一条边沿条31。

第二步，打印一层填充夹层。

01）控制系统抬升长距多孔打印头40或图8，同时下降双排孔填充打印头41或图18，并替换启用双排孔填充打印头41或图18。

02）3D打印机控制系统牵引双排孔填充打印头41或图18在X轴Y轴方向精确的移动，双排孔喷头3上为二排并排的微型孔68，挤出的二排熔丝线下沉后（图11的侧视、正视），合并成单层的紧密排线熔丝66。

03）控制系统随时B旋转电机20使微型孔一字排列的方向和双排孔填充打印头41或图18移动方向永远保持垂直。

04）打印出一个整层的填充夹层33，填充夹层33具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸32。

第三步，把额外预留出最外接续位置的一条边沿条31，向上折起，并覆盖在刚打印出的填充夹层33之上（图14）。边沿条31的设计，同时使长距多孔打印头40或图8打印时空余的三角形死角留在边沿条31里，边沿条31被折起后，即消除了布面层的齿型缺口。

第四步，再打印一层布面层。

01）控制系统抬升控制系统抬升双排孔填充打印头41或图10，同时下降长距多孔打印头40或图8，并替换启用长距多孔打印头40或图8。

02）使用与第一步相同的方式，再打印第三层的布面层35，并使折完的边沿条34和第三层的布面层35热熔在一起。

03）打印的第三层的布面层35的具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸32。

04）同时启动半导体制冷制热装置27，半导体制冷片40在通电后，产生一面的制冷端和一面制热端，在制冷端产生0°以下的温度，在制热端产生了高于室温的相对高温度。制热端的相对高温度，迅速使金属热栅片37也处于相对高温度，同时导热金属丝45因连接金属热栅片37，使导热风管39内壁的导热金属丝45从头到尾同样处于相对高温度。鼓热风扇38挤压的空气，经过金属热栅片37初步制热成热气。由金属热栅片37制热后的热气不容易被深度制热，当热气再压入导热风管39内后，延长并加大了冷热传导的接触面积，被导热金属丝45进一步再深度制热，直至热风口47，提供了所需的热气。制热鼓风端29把热气挤压到热气腔体71，同时混合A发热器件6产生的热气，一并经螺旋环形风口24喷出，同心圆形状的环形口形成向心角度的锥形风向，汇成向下的螺旋热气，聚焦对准刚被挤出的热性熔丝打磨。

05）完成打磨过程的热气，汇集在喷嘴附近，在中间层下面的环形抽风口25扣罩在该区域，通过回抽腔体22和抽风风扇28，同时在回抽热气，使刚增材堆积的材料上方的热气尽量的被抽空。

06）制冷端0°以下的温度，迅速使金属冷栅片77也处于0°以下温度，同时导冷金属丝44因连接金属冷栅片77，使导冷风管36内壁的导冷金属丝44从头到尾同样被制冷在较低的温度。鼓冷风扇78挤压的空气，经过金属冷栅片77初步制冷成冷气。由金属冷栅片77制冷后的冷气不容易被深度制冷，当冷气再压入导冷风管36内后，延长并加大了冷热传导的接触面积，被导冷金属丝44进一步再深度制冷，直至冷风口46，提供了所需的冷气。刚被增材堆积的材料本身还有较高温度，甚至上下多层的材料的温度也将保持较长的时间。由制冷鼓风端30把产生的冷气向下吹压至扣罩在外层的半导体制冷腔体73和下端环形的冷气口26，并吹向喷头和打印物体。随着打印头的来回移动，喷出冷气的路径和打印头移动的路径一致，致使每处刚被增材堆积的材料都会被迅速制冷。

07）布面层上，尤其是边沿条34位置，经过热气打磨去除了杂丝，接续了熔丝丝头，熔接后并迅速冷固了边沿条34结合处。

第五步，在第一步至第四步打印的同时，以相同的方法扩大打印衣领面积，即成型竖衣领，竖衣领翻折后形成了翻衣领125。

第六步，在需要辅饰121的位置，打印与辅饰121相同图形相同面积的填充夹层122，在该填充夹层122上面再打印一块布面层，并额外多打印接续位置的一条辅饰边沿条123，辅饰边沿条123与之前打印的布面层热熔在一起，成型了口袋等辅饰121。

第七步，取出打印的目标物品，用水溶解掉水溶性材料后，自然形成中空腔（图16），即制成了服饰穿戴类产品。

与第二步具相同效果的另一具体方案为：用软质板片裁剪成需求的平面尺寸作为平面夹层（图17），该平面尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸32，当第一层布面层（图12）和第三层布面层通过折完的边沿条34熔接在一体后，抽出平面夹层（图17），自然形成中空腔（图16的中空部分），即制成了服饰穿戴类产品。

一种服饰单面成型的3D打印装置，包括：长距多孔打印头40或图8、双排孔填充打印头41或图18。

所述的长距多孔打印头40或图8，还包括：A热熔腔体1、A挤压泵2、长距离排列多孔喷头3、旋转电机20、热气打磨并冷气制冷的装置（图9）。

3D打印机框架上架设(A)Z轴升降台15，(A)Z轴升降台15上由(A)Z轴电机17连接A丝杆18，A丝杆18上配置A固定架19，A固定架19连接长距多孔打印头40或图8。

A热熔腔体1上方连接A弹性耐高温光滑面软管16的一头，A弹性耐高温光滑面软管16另一头固定在3D打印机X轴Y轴架构5顶上的框架上，A热熔腔体1边设置A发热器件6和A温度传感器7。A挤压泵2与A热熔腔体1于合为一体，上部设置A挤压电机4。在A挤压泵2和A热熔腔体1的下端设置大孔径的母喷嘴74，长距离排列多孔喷头3作为子喷嘴套接在母喷嘴74上。

长距离排列多孔喷头3上面设置一排A微型孔10，每个微型孔10相隔的距离大于2倍以上微型孔孔径的长度，为L距离12，A微型孔10一直排列到接近喷头面的A边沿9的位置。热气打磨并冷气定型装置（图9）加装在A热熔腔体1和A挤压泵2的外围。

所述的热气打磨并冷气制冷的装置（图9），还包括：热气腔体71、螺旋热气环形喷口24、热气回抽腔体72、半导体制冷腔体73、半导体制冷制热装置27。其中，三个腔体由从里面到中间，再到外层，互套在一起成整个整体，分别为里层的热气腔体71，中间的热气回抽腔体72，外层的半导体制冷腔体73。半导体制冷制热装置27的制热鼓风端29连接热气腔体71，制冷鼓风端30连接半导体制冷腔体73并直通冷气喷口26，抽风风扇28通过导风管41连接热气回抽腔体72并直通环形抽风口25，螺旋热气环形喷口24内设螺旋叶片组76，在风压下产生螺旋热气，螺旋热气环形喷口24正对着喷嘴下方挤出的热熔材料。

所述的半导体制冷制热装置27，还包括：制冷鼓风端30、制热鼓风端29。

在半导体制冷片40的制冷端配置金属冷栅片77、鼓冷风扇78、导冷风管36、隔冷罩壳42、导冷金属丝44，共同组成制冷鼓风端，具体为：金属冷栅片77由高传热性的多层金属片组成，并紧贴着半导体制冷片40的制冷端，其表面固定导冷金属丝44的一头，导冷金属丝44的其余部分全部贴在导冷风管36内壁上，导冷风管36连接隔冷罩壳42，鼓冷风扇78和隔冷罩壳42围成半封闭隔温腔体。

在半导体制冷片40的制热端配置金属热栅片37、鼓热风扇38、导热风管39、隔热罩壳43、导热金属丝45，共同组成制热鼓风端。具体为：金属热栅片37由高传热性的多层金属片组成，并紧贴着半导体制冷片40的制热端，其表面固定导热金属丝45的一头，导热金属丝45的其余部分全部贴在导热风管39内壁上，导热风管39连接隔热罩壳43，鼓热风扇38和隔热罩壳43围成半封闭隔温腔体。

双排孔填充打印头41或图18还包括：B挤压泵58、B热熔腔体59、双排孔喷头60、B旋转电机53。

3D打印机框架上架设（B）Z轴升降台67，(B)Z轴升降台67上由(B)Z轴电机61连接B丝杆62，B丝杆62上配置B固定架63，B固定架63连接双排孔填充打印头41或图18。B挤压泵58与B热熔腔体59于合为一体，上部设置B挤压电机54。在B挤压泵58和B热熔腔体59下端设置大孔径的B母喷嘴75，双排孔喷头60作为子喷嘴套接在B母喷嘴75上。

B热熔腔体59上方连接B弹性耐高温光滑面软管55的一头，B弹性耐高温光滑面软管55另一头固定在3D打印机X轴Y轴架构5顶上的框架上，B热熔腔体59边设置B发热器件56和B温度传感器57。

双排孔喷头60上面设置二排B微型孔68，每个B微型孔68相隔一定的L3距离65，且L3距离65等于或小于微型孔68直径，二排上的微型孔68上下位置交错布置，B微型孔68一直排列到接近喷头面的B边沿64的位置，离B边沿64的距离小于二分之一微型孔间距长度。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种服饰单面成型法，其步骤为：

1）布面料的原始材料、添加剂、颜料在3D打印头的热熔腔热熔，由挤压泵通过长距多孔打印头上的长距离排列多孔喷头挤出平行熔丝线，通过长距多孔打印头利用交叉编织方法打印一层的编织型布面层，并预留接续位置的一条边沿条，

2）然后用双排孔填充打印头打印一层水溶性材料的填充夹层，

3）把额外预留出的接续位置的一条边沿条向上折起，并覆盖在刚打印出的填充夹层之上，

4）利用长距多孔打印头再打印一层布面层，并把第一层的布面层边沿条和第三层的布面层热熔在一起，并启动热气打磨并冷气定型装置，打磨杂丝，接续丝头，热熔并冷固边沿条结合处，并根据实际的需求，和上述步骤1）一起选择性留出所需的空缝隙，

5）在步骤1）至4）的同时，以相同的方法扩大打印衣领面积，即成型竖衣领，竖衣领翻折后即形成了翻衣领，

6）在需要辅饰的位置，以相同的方法，打印与辅饰相同图形相同面积的填充夹层，在该填充夹层上面再打印一块布面层，并额外多打印接续位置的一条辅饰边沿条，辅饰边沿条与之前打印的布面层热熔在一起，成型了口袋、辅饰，

7）取下打印物品，用水溶解掉水溶性材料，完成了制造服饰类产品。

2.根据权利要求1所述的一种服饰单面成型法，其特征在于：所述的交叉编织方法，其步骤：

a）通过长距离排列多孔喷头挤出一排稀疏的平行线熔丝，多排次相拼打印第一次层线，形成一编线层，

b）然后打印头旋转一定的角度，打印第二次层线，形成二编线层，

c）接着打印头反方向旋转相同的角度，在第一次横向起点的坐标位置，沿第一次层线的垂直方向上向内平移一个孔径以上的固定距离L1，打印第三次层线，形成三编线层，

d）打印头再正方向旋转相同的角度，在第二次层线纵向起点的坐标位置，沿第二次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的固定距离L1，紧挨着第二次的层线边上打印第四次层线，形成四编线层，

e）依次类推打印每次层线时打印头正反旋转相同的角度，每个奇数层线平行，每打印一个奇数层线，打印头都沿该层线垂直方向继续再平移线间隔L1，且每个奇数层线打印时的横向起点连成一直线，每个偶数层线平行，每打印一个偶数层线，打印头都沿该层线垂直方向方向继续再平移线间隔L1，且每个偶数层线打印时的纵向起点连成一直线，直至整层排满熔丝线，制造出单层编织型布面料,

f）重复a)至e)步骤多次叠加打印单层编织型布面料时，选择性完成打印厚布面料。

3.根据权利要求1所述的一种服饰单面成型法，其特征在于：所述的边沿条，为超出实际尺寸多出来的接续位置的一条边沿带，包折起来后放在第三个层面，并直接和第三层的面料层熔融在同一个平面层。

4.一种3D打印装置，包括：长距多孔打印头、双排孔填充打印头，其特征在于：在3D打印机X轴上设置二个Z轴升降台，一个Z轴升降台上配置长距多孔打印头，一个Z轴升降台上配置双排孔填充打印头，3D打印机框架上固定二个弹性耐高温光滑面软管的一头，长距多孔打印头的热熔腔体和双排孔填充打印头的热熔腔体各自分别固定一个弹性耐高温光滑面软管的另一头；所述的双排孔填充打印头，还包括：热熔腔体、挤压泵、旋转电机、双排孔喷头，挤压泵和热熔腔体合为一体，在其下端设置大孔径的母喷嘴，双排孔喷头作为子喷嘴套接在母喷嘴上；所述的双排孔喷头，为3D打印填充中层空间材料时使用的专用喷头，配置二排微型孔的喷头，二排上的微型孔上下位置交错布置，微型孔一直排列到接近喷头的边沿的位置，每排的每个微型孔相隔的距离等于或小于一个微型孔孔径；所述的长距多孔打印头，还包括挤压泵、热熔腔体、长距离排列多孔喷头、旋转电机、热气打磨并冷气定型装置，挤压泵和热熔腔体合为一体，在其下端设置大孔径的母喷嘴，长距离排列多孔喷头作为子喷嘴套接在母喷嘴上，热气打磨并冷气定型装置加装在热熔腔体和挤压泵的外围；所述的热气打磨并冷气定型装置，还包括：热气腔体，螺旋热气环形喷口，热气回抽腔体，半导体制冷腔体，半导体制冷制热装置，其中，上述三个腔体由从里面到中间，再到外层，互套在一起成整个整体，分别为里层的热气腔体，中间的热气回抽腔体，外层的半导体制冷腔体，螺旋热气环形喷口安装在热气腔体的最下端，半导体制冷制热装置的制冷鼓风端连接热气腔体，制热鼓风端连接半导体制冷腔体，热气回抽腔体通过导风管连接抽风风扇。

5.根据权利要求4所述的3D打印装置，其特征在于：所述的长距离排列多孔喷头，为3D打印编织型布面料时使用的专用喷头，配置一排微型孔的喷头，微型孔一直排列到接近喷头的边沿的位置，微型孔相隔的距离大于2倍微型孔孔径的长度。