CN105984140A - 一种制造彩色绒毛服饰的3d打印装置及双面成型法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造彩色绒毛服饰的3D打印装置及双面成型法，包括：长距多孔打印头、平板打印头、彩色打印喷涂头、单喷头打印头、360°可翻转平台、三层夹层板片。本发明通过长距多孔打印头在360°可翻转平台上的第一层软质夹层板片上打印一层布面层，然后抽掉第二层硬质夹层板片，折起边沿条对应面积，并在第三层硬质夹层板片上打印一层布面层，再利用平板打印头，在正反两面的布面层上依次覆盖打印一层绒毛层，最后再用彩色打印喷涂头对表面彩色喷涂。制造过程简单，时间快，成本低，款式灵活，使利用3D打印技术直接生产绒毛服装、绒毛家居等产品成为可能。

Description

一种制造彩色绒毛服饰的3D打印装置及双面成型法

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打印技术制造服饰类产品的装置和实施方法。

背景技术

目前FDM型的3D打印机，只能使用少数几种材料，也只能打印模型级别的产品，无法实现多条线同时打印，无法方便的实现纵横交错的编织，无法实现布面料的制造，无法实现绒毛布面层的制造，也无法3D打印制作服饰类产品，因此无法3D打印制作彩色绒毛服饰穿戴类产品。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明在实施时，先通过长距多孔打印头在360°可翻转平台上的第一层软质夹层板片上打印一层布面层，然后抽掉第二层硬质夹层板片，360°可翻转平台翻转180°，折起第一层软质夹层板片边沿条对应面积，贴在第三层硬质夹层板片上，并在第三层硬质夹层板片上打印一层布面层，再利用平板打印头，在正反两面的布面层上依次覆盖打印制造一层绒毛层，最后再用彩色打印喷涂头对表面彩色喷涂，因而实现了3D打印制造彩色绒毛服饰穿戴类产品。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案。

一种制造彩色绒毛服饰的3D打印装置，包括：长距多孔打印头、平板打印头、彩色打印喷涂头、单喷头打印头、360°可翻转平台、三层夹层板片。3D打印机由X轴、Y轴、Z轴三维定位实现立体打印，在X轴上设置四个Z轴升降台，四个Z轴升降台分别安置长距多孔打印头、平板打印头、彩色打印喷涂头、单喷头打印头，在3D打印机里配置360°可翻转平台。

所述的长距多孔打印头，还包括：挤压泵、热熔腔体、旋转电机、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打印头，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，上面设置一排微型孔，每个微型孔相隔一定的距离L，喷头挤出熔丝线后分批次交叉，线与线不同方向的环环相扣形成错综交错编织，多层次交叉合成一个层面的布面料。

所述的平板打印头，还包括：挤压泵、热熔腔体、点阵多孔方形平板喷头，点阵多孔方形平板喷头上阵列型布局很多微型孔，布满整个平板头，整个喷头横截面为方形，顶头截面为平整的平板状，各个微型孔之间相隔相等的距离，微型孔一直排列到接近喷头的边沿的位置，离边沿的距离小于二分之一微型孔间距的长度，微型孔的间距决定着绒毛层的疏密程度。

所述的单喷头打印头，还包括：挤压泵、热熔腔体、单孔喷头。

所述的360°可翻转平台，还包括：旋转电机、翻转撑片、可卸支撑架。其中，翻转撑片为两头各连接的一个光轴的薄型硬片，光轴架在可卸支撑架上，翻转撑片与可卸支撑架可灵活拆卸分开，控制系统每次打印一面后控制旋转电机旋转180°。

所述的三层夹层板片，还包括：第一层软质夹层板片、第二层硬质夹层板片、第三层硬质夹层板片。其中，第二层硬质夹层板片为多段拼接而成，中间为空，方便嵌入翻转撑片，第一层软质夹层板片和第二层硬质夹层板片外圈多预留出边沿条的面积。翻转撑片夹在第二层硬质夹层板片和第三层硬质夹层板片之间。第一层软质夹层板片和第二层硬质夹层板片的具体尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸外加边沿条的尺寸，第三层硬质夹层板片具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸。

所述的彩色打印喷涂头，还包括：锥形体、颜液盒、多节段压电材料、斜口顶。其中，锥形体为绝缘体锥形结构，由固定盘固定连接3D打印机架构，锥形体自上部到下部倾斜贯通若干微型空管腔，并在锥形体内部留有空腔安置多节段压电材料，每个微型空管腔输入单色的基本色液，微型空管腔上部的管接口位置连接颜液管，颜液管连接颜液盒，颜液盒配置各种基本色液。多节段压电材料上涂上导电涂层线，并由导电线路引出至锥形体外部，连接控制系统，多节段压电材料整体覆包裹绝缘层，避免被颜液腐蚀。各条导电涂层线连接各自的A电场极，A电场极设置若干节，由控制系统选择其中的某一节点通电，多节段压电材料设置多节可选的通电链路，每个节点A电场极都可以单独与B电场极形成电场，并在微型空管腔顶头处设置为有斜面切口的斜口顶。

一种双面成型法方案为以下步骤。

第一步，先制作三层夹层板片。

根据打印目标的服饰穿戴类产品的具体尺寸，分解为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸和边沿条的尺寸，制作三个夹层板片：第一层软质夹层板片和第二层硬质夹层板片的具体尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸再外加边沿条的尺寸，第一层软质夹层板片和第二层硬质夹层板片外圈多预留出边沿条的面积。第三层硬质夹层板片具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸。第二层硬质夹层板片为多段拼接而成，中间为空，方便嵌入翻转撑片，翻转撑片夹在第二层硬质夹层板片和第三层硬质夹层板片之间。在第一层软质夹层板片上面标注若干个校对基点，调整360°可翻转平台使第一层软质夹层板片正面朝上，根据控制系统软件里预先设定的基点位置，启动打印头，对该若干个校对基点进行位置校对。

第二步，打印正面的布面层。

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）打印的第一面的布面层与第一层软质夹层板片具相同尺寸，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一圈边沿条尺寸。

第三步，折起边沿条。

控制系统启动360°可翻转平台翻转180°，因第二层硬质夹层板片为多段拼接成的，能方便的分段抽掉第二层硬质夹层板片，把第一层软质夹层板片额外预留出最外一圈边沿条折起，并覆盖在第三层硬质夹层板片上。边沿条的设计，同时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，打印反面的布面层。

以与第二步相同的方法打印反面的布面层。利用挤出熔丝的热熔特性，使反面的布面层和边沿条熔融结合在一起，并根据实际的需求，和上述第二步一起选择性留出所需的空缝隙。

第五步，打印口袋等辅饰。

事先做好与辅饰相同图形相同面积的薄片，放置在需要辅饰的位置，以上面相同的方法，在薄片上面打印再打印一块布面层，并额外多打印一圈辅饰边沿条，边沿条与之前打印的布面层热熔在一起，最后抽掉薄片，成型了口袋等辅饰。

第六步，打印正反面的绒毛层。

1）控制系统抬升长距多孔打印头，同时下降平板打印头，并替换启用平板打印头，开始制造第二层的绒毛层。

2）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头固定在3D打印机架构上，下端固定在热熔腔体上，利用平板打印头来回的移动，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，由挤压泵的挤压输出热熔材料，通过点阵多孔方形平板喷头挤出微滴熔丝。点阵多孔方形平板喷头布满微型孔，挤喷出的点阵型多点的热熔材料在接触交叉编织型布面料后，迅速抬升，从而产生超细拉丝现象，定量的微滴材料拉丝一定长度后断掉，形成一个方型面积的绒毛。

3）而后3D打印机控制系统牵引平板打印头在X轴Y轴方向坐标精确移动，为防止点阵多孔方形平板喷头会压到之前成型的绒毛，点阵多孔方形平板喷头沿上一个方形绒毛块的二个边的延长方向平行移动一个大于该边长的距离：D长度+H长度，其中，H长度为该移动方向边长的长度，D长度为额外移出的长度。然后下降平板打印头接近到布面料层的位置，再沿刚才X轴Y轴坐标移动方向的反方向回移动D长度距离，使喷头的方形的一个边紧挨着上一个已成型的方形绒毛块，并间隔相当于微型孔间距的长度，最后点阵多孔方形平板喷头进行第二次喷料拉丝，以此类推一个绒毛方块接着一个毛方块排列，直至打印完第二层，即形成一个绒毛层。

04）打印完一个面的绒毛层后，控制系统启动360°可翻转平台翻转180°，以相同的方法打印完另一面的绒毛层。

第七步，补绒毛。

平板打印头的方形喷头，在打印的绒毛层的边际，会留有微小的三角形死角，在需要完美制造时，可选择启用单喷头打印头，用与平板打印头拉丝成绒相同的方法和密度对微小的三角形死角，一根根的喷液拉丝。

第八步，彩色喷涂。

01）控制系统启用彩色打印喷涂头。系统软件已事先完成在系统里对目标绒毛服饰类产品表面的各个点进行颜色编码，颜液盒里的若干基本色液由各自连接的颜液管输送到微型空管腔，控制系统根据颜色编码，具体选择挤压哪几个微型空管腔，进一步选择多节段压电材料上的A电场极的若干节中的某一节，与B电场极之间一起通电，A电场极离B电场极的远近距离决定着多节段压电材料形变大小，从而决定着喷液口的基本色液的挤出量的大小。当选择A电场极离B电场极远的距离时，即微型空管腔的基本色液挤出量就大，反之即基本色挤出量小。

02）多节段压电材料形变，使斜口顶向微型空管腔推进，斜面切口垂直切向微型空管腔，正面的切向对微型空管腔上部的基本色液不产生挤压力，其斜面的水平移动只产生了向下的推压力，对下部分基本色液的推压产生了定量的体积变化，该体积即为喷液口挤出量体积。斜刀口的设计，使推进体积可实现超微量控制，并可实现体积的可计算化，使喷液口挤出量体积得到了精准控制。各条微型空管腔挤出的各种剂量基本色液的配比合成喷到汇总点后，即形成了系统所需要的颜色。

第九步，拆取目标产品。

脱离出可卸支撑架上的翻转撑片，剥离抽出第一层软质夹层板片和第三层硬质夹层板片，即成型了彩色绒毛服饰类产品。

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。

本发明实现了3D打印制造彩色的绒毛服饰类产品，省去了传统工艺的很多流程，制造过程简单，制造时间快，制造成本低，款式灵活，使利用3D打印技术直接生产绒毛服装、绒毛玩偶、绒毛家居等产品成为可能。

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，可制成普通保暖服装等穿戴类。

当使用蛋白质原料颗粒时，可制成类真丝、皮草服等级的服饰穿戴类。

附图说明

图1是本发明的一种制造彩色绒毛服饰的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是本发明中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剖视图。

图9是本发明的三层夹层板片图。

图10是本发明的平板打印头剖视图。

图11是本发明的点阵多孔方形平板喷头仰视图。

图12是本发明中的制造绒毛块第一步的图。

图13是本发明中的绒毛层图。

图14是本发明的一种彩色喷涂打印头图。

图15是本发明的多节段压电材料正视图。

图16是本发明的多节段压电材料侧视图。

图17是本发明的锥形体内部图。

图18是本发明的单喷头打印头剖视图。

图19是本发明的打印辅饰图。

图20是本发明的360°可翻转平台图。

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发热管，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-旋转电机，21-结点，22-L1线间隔，23-交叉编织结构，24-点阵多孔方形平板喷头，25-绒毛块，26-B微型孔，27-B边沿，28-B热熔腔体，29-B挤压泵，30-B温度传感器，31-B发热管， 32-B弹性耐高温光滑面软管，33-B挤压电机，34-(B) Z轴升降台，35-(B)Z轴电机，36-B丝杆，37-B固定架，38- 移动方向边长H长度，39- 额外移出的D长度，40-长距多孔打印头，41-平板打印头，42-母喷嘴，43-母喷嘴，76- (D)Z轴升降台，77 -(D)Z轴电机，78-D丝杆，79-D固定架，80-彩色打印喷涂头，81-单喷头打印头，82-360°可翻转平台， 84-C挤压泵，85-C热熔腔体，86-单孔喷头， 87-C发热管，88-C弹性耐高温光滑面软管，89-C温度传感器，90- (C)Z轴升降台，91 -(C)Z轴电机，92-C丝杆，93-C固定架，94-C挤压电机，95-单孔喷头，96-锥形体， 98-多节段压电材料，99-斜口顶， 100-管接口，101-固定盘，102-导电线路，103-导电涂层线，104-喷液口，105-微型空管腔，107-B电场极，108-A电场极，109-汇总点，110-颜液管，111-颜液盒， 112-多节段压电材料主体，113-旋转电机，114-翻转撑片，115-可卸支撑架，116-第一层软质夹层板片，117-第二层硬质夹层板片，118-第三层硬质夹层板片，119-边沿条，120-单面实际尺寸，121辅饰，122-薄片，123-辅饰边沿条，124-空缝隙，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。

一种制造彩色绒毛服饰的3D打印装置，包括：长距多孔打印头40或图8、平板打印头41或图10、彩色打印喷涂头80、单喷头打印头81、360°可翻转平台82、三层夹层板片（图9)。3D打印机由X轴、Y轴、Z轴三维定位实现立体打印，在X轴上设置四个Z轴升降台，四个Z轴升降台分别安置长距多孔打印头40或图8、平板打印头41或图10、彩色打印喷涂头80、单喷头打印头81，在3D打印机里配置360°可翻转平台82。

所述的长距多孔打印头40或图8，还包括：A挤压泵2、A热熔腔体1、长距离排列多孔喷头3、旋转电机20。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固定旋转电机20，并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发热管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42，长距离排列多孔喷头3作为子喷嘴套接在母喷嘴42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。

所述的平板打印头41或图10由B挤压泵29、B热熔腔体28、点阵多孔方形平板喷头24、B挤压电机33、B发热管31、B温度传感器30共同组成。在B挤压泵29和B热熔腔体28下端设置大孔径的母喷嘴43，点阵多孔方形平板喷头24作为子喷嘴套接在母喷嘴43上。3D打印机框架上架设（B）Z轴升降台34，(B)Z轴升降台34上由(A)Z轴电机17连接B丝杆36，B丝杆36上配置B固定架37，B固定架37连接平板打印头41或图10。B热熔腔体28上方连接B弹性耐高温光滑面软管32的一头，B弹性耐高温光滑面软管32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28边设置B发热管31和B温度传感器30。B挤压泵29与B热熔腔体28于合为一体，上部设置B挤压电机33。点阵多孔方形平板喷头24上阵列型布局很多B微型孔26，布满整个平板头，整个点阵点阵多孔方形平板喷头24横截面为方形，顶头截面为平整的平板状，各个B微型孔26之间相隔相等的距离，微型孔一直排列到接近点阵多孔方形平板喷头24的B边沿27的位置，离B边沿27的距离小于二分之一微型孔间距的长度。

所述的单喷头打印头81，还包括：C挤压泵84、C热熔腔体85、单孔喷头86、C挤压电机94、C发热管87、C温度传感器89。3D打印机框架上架设(C)Z轴升降台90，(C)Z轴升降台90上由(C)Z轴电机91连接C丝杆92，C丝杆92上配置C固定架93。C热熔腔体85上方连接C弹性耐高温光滑面软管88的一头，C弹性耐高温光滑面软管88另一头固定在3D打印机X轴Y轴架构5顶上的框架上，C热熔腔体85边设置C发热管87和C温度传感器89。C挤压泵84与C热熔腔体85于合为一体，上部设置C挤压电机94。单孔喷头86连接在C挤压泵84与C热熔腔体85下面。

所述的360°可翻转平台82，还包括：旋转电机113、翻转撑片114、可卸支撑架115。其中，翻转撑片114为两头各连接的一个光轴的薄型硬片，光轴架在可卸支撑架115上，翻转撑片114与可卸支撑架115可灵活拆卸分开，控制系统每次打印一面布面层后控制旋转电机113旋转180°。

所述的三层夹层板片（图9)，还包括：第一层软质夹层板片116或图9-E、第二层硬质夹层板片117或图9-F、第三层硬质夹层板片118或图9-G。其中，第二层硬质夹层板片117或图9-F为多段拼接而成，中间为空，方便嵌入翻转撑片114，第一层软质夹层板片116或图9-E和第二层硬质夹层板片117或图9-F的外圈额外多预留出边沿条的面积。翻转撑片114夹在第二层硬质夹层板片117或图9-F和第三层硬质夹层板片118或图9-G之间。第一层软质夹层板片116或图9-E和第二层硬质夹层板片117或图9-F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120外加边沿条119的尺寸，第三层硬质夹层板片118或图9-G具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸120。

所述的彩色打印喷涂头80，还包括：锥形体96、颜液盒111、多节段压电材料98、斜口顶99。其中，锥形体96通过固定盘101固定在D固定架79上，D固定架79固定在(D)Z轴升降台上的(D)丝杆，最上端设置(D)Z轴电机。锥形体96是利用3D打印技术可以实现中空腔体的特点，打印出的一个多喷头锥形结构的绝缘体，并在内部打印出微型空管腔105，和安置多节段压电材料98的空腔，嵌入打印导电材料形成导电线路102。所述的锥形体96，由固定盘101固定连接3D打印机架构，锥形体96自上部到下部倾斜贯通若干微型空管腔105，并在锥形体96内部留有空腔安置多节段压电材料98，每个微型空管腔105输入单色的基本色液，微型空管腔105上部的管接口100位置连接颜液管110，颜液管110连接颜液盒111，颜液盒111配置各种基本色液。所述的多节段压电材料98还包括：导电涂层线103，多节段压电材料主体112，A电场极108，B电场极107。多节段压电材料98上涂上导电涂层线103，并由导电线路102引出至锥形体96外部，连接微型空管腔105，多节段压电材料98整体覆包裹绝缘层，避免被颜液腐蚀。各条导电涂层线103连接各自的A电场极108，A电场极108设置若干节，由控制系统选择其中的某一节点通电，多节段压电材料98设置多节可选的通电链路，每个节点A电场极108都可以单独与B电场极107形成电场，并在微型空管腔105顶头处设置为有斜面切口的斜口顶99。

下面结合实施例描述本发明一种双面成型法的步骤。

第一步，先制作三层夹层板片（图9)。

根据打印目标的服饰穿戴类产品的具体尺寸，分解为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸120和边沿条119的尺寸，制作三个夹层板片：第一层软质夹层板片116或图9-E和第二层硬质夹层板片117或图9-F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120外加边沿条119的尺寸，第三层硬质夹层板片118或图9-G具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸120。第二层硬质夹层板片117或图9-F为多段拼接而成，中间为空，方便嵌入翻转撑片114，第一层软质夹层板片116或图9-E和第二层硬质夹层板片117或图9-F外圈多预留出边沿条的面积。翻转撑片114夹在第二层硬质夹层板片117或图9-F和第三层硬质夹层板片118或图9-G之间，并在第一层软质夹层板片116或图9-E上面标注若干个校对基点。然后调整360°可翻转平台82使第一层软质夹层板片116或图9-E正面朝上，根据控制系统软件里预先设定的基点位置，启动打印头，对该若干个校对基点进行位置校对。

第二步，打印正面的布面层。

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相隔较长的固定的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）打印的第一面的布面层与第一层软质夹层板片116或图11-D具相同尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸120，再加上额外预留出最外一圈边沿条119尺寸。

第三步，折起边沿条119。

控制系统启动360°可翻转平台82翻转180°，因第二层硬质夹层板片117或图9-F为多段拼接成的，能方便的分段抽掉第二层硬质夹层板片117或图9-F，然后把第一层软质夹层板片116或图9-E额外预留出最外一圈边沿条119折起，并覆盖在第三层硬质夹层板片118或图9-G上。边沿条119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119里，边沿条119被折起后，即消除了布面层的齿型缺口。

第四步，打印反面的布面层。

以与第二步相同的方法打印反面的布面层。利用挤出熔丝的热熔特性，使反面的布面层和边沿条119熔融结合在一起，并根据实际的需求，和上述第二步一起选择性留出所需的空缝隙124。

第五步，打印口袋等辅饰。

事先做好与辅饰121相同图形相同面积的薄片122，放置在需要辅饰的位置，以上面相同的方法，在薄片122上面打印再打印一块布面层，并额外多打印一圈辅饰边沿条123，边沿条123与之前打印的布面层热熔在一起，最后抽掉薄片122，成型了口袋等辅饰。

第六步，打印正反二面的绒毛层。

01）控制系统抬升长距多孔打印头40或图8，同时下降平板打印头41或图10并替换启用平板打印头41或图10，制造布面料的原始材料、添加剂、颜料送入B弹性耐高温光滑面软管32，该B弹性耐高温光滑面软管32上头固定在支架上，下端固定在B热熔腔体28上，利用打印装置来回的移动，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B热熔腔体28直接热熔后，由B挤压泵29的挤压输出热熔材料，通过点阵多孔方形平板喷头24挤出微滴熔丝。点阵点阵多孔方形平板喷头24布满B微型孔26，挤喷出的点阵型多点的热熔材料在接触交叉编织型布面料（图8）后，迅速抬升，从而产生超细拉丝现象，定量的微滴材料拉丝一定长度后断掉，形成（图12）一个方型面积的绒毛块25。

02）而后3D打印机控制系统牵引平板打印头41或图10在X轴Y轴方向坐标精确移动，为防止点阵多孔方形平板喷头24会压到之前成型的绒毛，点阵多孔方形平板喷头24沿上一个（图12）方形绒毛块25的二个边的延长方向平行移动一个大于该边长的距离：D长度39+H长度38，该移动方向边长为H长度38，D长度39为额外移出的长度，在这个靠近的位置， 在Z轴方向下降点阵多孔方形平板喷头24到布面料层（图8）的位置，再沿刚才X轴Y轴方向坐标移动的反方向回移动D长度39距离，使喷头的方形的一个边和上一个（图12）方形绒毛块的一个边平行间隔相当于微型孔间距的长度，最后点阵多孔方形平板喷头24进行第二次喷料拉丝，以此类推一个绒毛块25接着一个绒毛块25排列，直至打印形成一个绒毛层（图13）。

03）打印完一个面的绒毛层后，控制系统调整360°可翻转平台82翻转180°，以相同的方法打印完另一面的绒毛层。

第七步，补绒毛。

平板打印头41或图10的方形喷头，在打印的绒毛层的边际，会留有微小的三角形死角，在需要完美制造时，可选择启用单喷头打印头81，用与平板打印头41或图10拉丝成绒相同的方法和密度对微小的三角形死角，一根根的喷液拉丝。

第八步，彩色喷涂。

01）控制系统启用彩色打印喷涂头。系统软件已事先完成在系统里对目标绒毛服饰类产品表面的各个点进行颜色编码，颜液盒111里的若干基本色液由各自连接的颜液管110输送到微型空管腔105，控制系统106根据颜色编码，具体选择挤压哪几个微型空管腔105，进一步选择多节段压电材料98上的A电场极108的若干节中的某一节，与B电场极107之间正负通电，A电场极108离B电场极107的远近距离决定着多节段压电材料98形变大小，从而决定着喷液口104的基本色液的挤出量的大小。当选择A电场极108离B电场极107远的距离时，即微型空管腔105的基本色液挤出量就大，反之即基本色挤出量小。

02）多节段压电材料98形变，使斜口顶99向微型空管腔105推进，斜面切口垂直切向微型空管腔105，正面的切向对微型空管腔105上部的基本色液不产生挤压力，其斜面的水平移动只产生了向下的推压力，对下部分基本色液的推压产生了定量的体积变化，该体积即为喷液口104挤出量体积。斜刀口的设计，使推进体积可实现超微量控制，并可实现体积的可计算化，使喷液口104挤出量体积得到了精准控制。各条微型空管腔105挤出的各种剂量基本色液的配比合成喷到汇总点109后，即形成了系统所需要的颜色。

第九步，拆取目标产品。

脱离出可卸支撑架115上的翻转撑片114，剥离抽出第一层软质夹层板片116或图9-E和第三层硬质夹层板片118或图9-G，即成型了彩色绒毛服饰类产品。

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，实际的结构和方法并不局限于此。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 (7)

1.一种制造彩色绒毛服饰的3D打印装置，包括：长距多孔打印头、平板打印头、彩色打印喷涂头、单喷头打印头、360°可翻转平台、三层夹层板片，其特征在于：在3D打印机的X轴上设置四个Z轴升降台，四个Z轴升降台分别安置长距多孔打印头、平板打印头、彩色打印喷涂头、单喷头打印头，在3D打印机底部配置360°可翻转平台，在360°可翻转平台上，夹装根据打印物品定制的三层夹层板片。

2.根据权利要求1所述的一种制造彩色绒毛服饰的3D打印装置，其特征在于：所述的长距多孔打印头，还包括：挤压泵、热熔腔体、旋转电机、长距离排列多孔喷头，其中，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。

3.根据权利要求1所述的一种制造彩色绒毛服饰的3D打印装置，其特征在于：所述的平板打印头，还包括：挤压泵、热熔腔体、点阵多孔方形平板喷头，其中，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，点阵多孔方形平板喷头作为子喷嘴套接在母喷嘴上。

4.根据权利要求1所述的一种制造彩色绒毛服饰的3D打印装置，其特征在于：所述的三层夹层板片，还包括：第一层软质夹层板片、第二层硬质夹层板片、第三层硬质夹层板片，其中，第二层硬质夹层板片为多段拼接而成，中间为空，方便嵌入翻转撑片，第一层软质夹层板片和第二层硬质夹层板片外圈多预留出边沿条的面积，翻转撑片夹在第二层硬质夹层板片和第三层硬质夹层板片之间，第一层软质夹层板片和第二层硬质夹层板片的具体尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸外加边沿条的尺寸，第三层硬质夹层板片具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种制造彩色绒毛服饰的3D打印装置，其特征在于：所述的360°可翻转平台，还包括：旋转电机、翻转撑片、可卸支撑架，其中，翻转撑片为两头各连接的一个光轴的薄型硬片，光轴架在可卸支撑架上，翻转撑片与可卸支撑架可灵活拆卸分开，控制系统在每次打印结束一面后控制旋转电机旋转180°。

6.根据权利要求1所述的一种制造彩色绒毛服饰的3D打印装置，其特征在于：所述的彩色打印喷涂头，还包括：锥形体、颜液盒、多节段压电材料、斜口顶，其中，锥形体为绝缘体锥形结构，由固定盘固定连接3D打印机架构，锥形体自上部到下部倾斜贯通若干微型空管腔，并在锥形体内部留有空腔安置多节段压电材料，每个微型空管腔输入单色的基本色液，微型空管腔上部的管接口位置连接颜液管，颜液管连接颜液盒，颜液盒配置各种基本色液，多节段压电材料上涂上导电涂层线，并由导电线路引出至锥形体外部，连接控制系统，多节段压电材料整体覆包裹避免被颜液腐蚀的绝缘层，各条导电涂层线连接各自的A电场极，A电场极设置若干节，由控制系统选择其中的某一节与B电场极之间通电，多节段压电材料设置多节通电链路，每个节点A电场极都可以单独与B电场极形成电场，并在微型空管腔顶头处设置为有斜面切口的斜口顶。

7.一种双面成型法，实施步骤为：

第一步，先制作三层夹层板片夹在360°可翻转平台的翻转撑片上，

第二步，用长距多孔打印头打印正面的布面层，

第三步，启动360°可翻转平台翻转180°，抽掉多段拼接成的第二层硬质夹层板片，并折起边沿条，

第四步，用长距多孔打印头打印反面的布面层，并使反面的布面层和边沿条熔融结合在一起，

第五步，用长距多孔打印头打印口袋等辅饰，

第六步，用平板打印头打印正反二面的绒毛层，

第七步，用单喷头对死角地方补绒毛，

第八步，用彩色打印喷涂头进行彩色喷涂，

第九步，拆取目标产品。