CN107914390B - 一种大面积大厚度尼龙材料结构3d打印方法 - Google Patents
一种大面积大厚度尼龙材料结构3d打印方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107914390B CN107914390B CN201711321593.1A CN201711321593A CN107914390B CN 107914390 B CN107914390 B CN 107914390B CN 201711321593 A CN201711321593 A CN 201711321593A CN 107914390 B CN107914390 B CN 107914390B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nylon
- printing
- workpiece
- tray
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
Abstract
本发明涉及一种大面积大厚度尼龙材料结构3D打印方法，包括设备预制，尼龙原料预制，原料上料，成型作业及定型作业等五个步骤。本发明一方面可有效的提高尼龙材料工件通过3D打印作业的成型作业效率和加工精度，另一方面可有效的消除尼龙材料3D打印作业中各层尼龙材料间易产生空隙、气泡的缺陷，提高尼龙工件材料结构的致密性和结构均匀性，同时有效的杜绝了因尼龙材料在因3D打印加工时间长，工件面积及厚度大而造成尼龙材料成型过程中受热不均现象，从而达到克服大面积、大厚度尼龙工件易发生开裂、翘边现象，从而有效的提高尼龙工件产品质量的可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种大面积大厚度尼龙材料结构3D打印方法，属3D打印技术领域。
背景技术
尼龙材料在当前进行3D打印成型作业中使用量十分巨大，且尼龙材质工件在生产、生活中均有着极为广泛的应用，但在对尼龙工件进行打印成型作业中，随着工件表面积和厚度的增加，一方面易导致在尼龙工件成型作业中出现受热不均现象，从而导致尼龙工件极易发生开裂、翘边现象，另一方面在尼龙工件成型过程中，3D打印设备在进行逐层喷涂作业时，各层尼龙材料件易产生间隙、气泡等缺陷，从而造成尼龙工件产品中存在严重的缺陷，并最终导致工件的尼龙材料结构强度、韧性受到严重影响，并造成尼龙产品质量稳定性相对较差的现状，因此针对这一问题，迫切需要开发一种针对尼龙材料的全新的3D打印成型方法，以满足实际使用的需要。
发明内容
本发明目的就在于克服上述不足，提供一种大面积大厚度尼龙材料结构3D打印方法。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种大面积大厚度尼龙材料结构3D打印方法，包括以下步骤：
第一步，设备预制，首先在3D打印设备承载台上安装成型托盘，并将成像托盘中点与3D打印设备工作台的原点位置对应，然后在成型托盘外表面均布至少两个加热装置，然后将3D打印设备的加热装置调置水平，并将3D打印设备的打印喷头调节到3D打印设备工作台原点正上方，并与成型托盘上表面间间距为1—2.5毫米作为打印喷头与打印工作面的作业间隙，然后定位备用；
第二步，尼龙原料预制，在完成第一步作业后，将需要参与3D打印成型作业的尼龙材料在惰性气体保护环境下，在45℃—100℃恒温环境下连续加热干燥2—10小时，然后在惰性气体保护环境下自然冷却至45℃—150℃备用；
第三步，原料上料，首先将3D打印设备的加热装置升温至80℃—150℃，然后在成型托盘上表面均匀涂布粘接剂，并在完成粘接剂涂布后将打印喷头调节到粘接剂上表面1—2.5毫米位置处待机，同时通过成型托盘外表面的加热装置将成型托盘温度预热至60℃—100℃，最后将第二步中处理过的尼龙原料安装到3D打印设备的上料机构上备用，从而完成原料上料作业；
第四步，成型作业，将第三步后，通过打印设备的加热装置对尼龙原料加热至熔融态，然后通过打印喷头将熔融态的尼龙原料按照工件加工程序喷涂到成型托盘上表面的粘接层上，然后按照工件加工程序逐层进行尼龙材料喷涂沉积作业，直至完成工件打印成型为止，在打印喷头进行喷涂成型加工时，打印喷头与喷涂成型的工件成型作业面间距保持1—2.5毫米不变，同时由成型托盘外表面的加热装置将成型托盘温度加热至80℃—120℃；
第五步，定型作业，在完成第四步工件成型作业后，停止3D打印设备喷涂作业及加热装置加热作业，然后由成型托盘外表面的加热装置对成型托盘和成型托盘内的工件进行保温10—30分钟，然后自然冷却至常温即可得到成品尼龙材质工件。
进一步的，所述的第一步中的成型托盘为横截面呈“凵”字型槽状结构，成型托盘外表面的加热装置为电阻加热装置、辐照加热装置中的任意一种或两种共用。
进一步的，所述的第二步中的惰性气体为氮气、氩气、氦气中的任意一种，且干燥时惰性气体压力1—2.5倍标准大气压。
进一步的，所述的第三步中，粘接剂层厚度为0.3—1毫米并均布在成型托盘上表面。
进一步的，所述的第四步中，打印喷头每层喷涂厚度为0.1—0.5毫米，每分钟喷涂3—5层，且每层喷涂作业中，打印喷头水平方向上运行速度为20—500mm/s。
进一步的，所述的第四步中，在打印喷头进行尼龙工件进行打印成型作业时，尼龙工件与成型托盘侧表面间间距为3—20毫米。
进一步的，所述的第四步喷涂作业时，每完成3—5层尼龙工件喷涂成型作业后，通过与尼龙工件喷涂表面平行的压板进行挤压塑形，且挤压塑形压力方向与成型托盘上表面垂直分布，压力为尼龙工件承压强度的70%—90%。
进一步的，所述的第五步中，在保温作业过程中，对成型托盘下表面通过超声波振荡装置进行震荡作业，振荡频率为80—500kHz，振荡方向与成型托盘下表面呈30°—90°夹角。
本发明一方面可有效的提高尼龙材料工件通过3D打印作业的成型作业效率和加工精度，另一方面可有效的消除尼龙材料3D打印作业中各层尼龙材料间易产生空隙、气泡的缺陷，提高尼龙工件材料结构的致密性和结构均匀性，同时有效的杜绝了因尼龙材料在因3D打印加工时间长，工件面积及厚度大而造成尼龙材料成型过程中受热不均现象，从而达到克服大面积、大厚度尼龙工件易发生开裂、翘边现象，从而有效的提高尼龙工件产品质量的可靠性和稳定性。
附图说明
图1为本发加工方法流程图；
图2为成型托盘结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种大面积大厚度尼龙材料结构3D打印方法，包括以下步骤：
第一步，设备预制，首先在3D打印设备承载台上安装成型托盘，并将成像托盘中点与3D打印设备工作台的原点位置对应，然后在成型托盘外表面均布至少两个加热装置，然后将3D打印设备的加热装置调置水平，并将3D打印设备的打印喷头调节到3D打印设备工作台原点正上方，并与成型托盘上表面间间距为1.5毫米作为打印喷头与打印工作面的作业间隙，然后定位备用；
第二步，尼龙原料预制，在完成第一步作业后，将需要参与3D打印成型作业的尼龙材料在1.5倍标准大气压的氮气保护环境下，在100℃恒温环境下连续加热干燥10小时，然后在惰性气体保护环境下自然冷却至80℃备用；
第三步，原料上料，首先将3D打印设备的加热装置升温至120℃，然后在成型托盘上表面均匀涂布厚度为0.5毫米粘接剂，并在完成粘接剂涂布后将打印喷头调节到粘接剂上表面1.5毫米位置处待机，同时通过成型托盘外表面的加热装置将成型托盘温度预热至80℃，最后将第二步中处理过的尼龙原料安装到3D打印设备的上料机构上备用，从而完成原料上料作业；
第四步，成型作业，将第三步后，通过打印设备的加热装置对尼龙原料加热至熔融态，然后通过打印喷头将熔融态的尼龙原料按照工件加工程序喷涂到成型托盘上表面的粘接层上，然后按照工件加工程序逐层进行尼龙材料喷涂沉积作业，直至完成工件打印成型为止，在打印喷头进行喷涂成型加工时，打印喷头与喷涂成型的工件成型作业面间距保持1.5毫米不变，同时由成型托盘外表面的加热装置将成型托盘温度加热至120℃，其中打印喷头每层喷涂厚度为0.4毫米，每分钟喷涂3层，且每层喷涂作业中，打印喷头水平方向上运行速度为300mm/s，且；
第五步，定型作业，在完成第四步工件成型作业后，停止3D打印设备喷涂作业及加热装置加热作业，然后由成型托盘外表面的加热装置对成型托盘和成型托盘内的工件进行保温10—30分钟，然后自然冷却至常温即可得到成品尼龙材质工件。
其中，所述的第一步中的成型托盘1为横截面呈“凵”字型槽状结构，成型托盘1外表面的加热装置为电阻加热装置2、辐照加热装置中的任意一种或两种共用。
同时，在第四步中，在打印喷头进行尼龙工件进行打印成型作业时，尼龙工件与成型托盘侧表面间间距为5毫米。
需要指出的，在进行第四步喷涂作业时，每完成5层尼龙工件喷涂成型作业后，通过与尼龙工件喷涂表面平行的压板进行挤压塑形，且挤压塑形压力方向与成型托盘上表面垂直分布，压力为尼龙工件承压强度的80%。
同时所述的第五步中，在保温作业过程中，对成型托盘下表面通过超声波振荡装置3进行震荡作业，振荡频率为100kHz，振荡方向与成型托盘下表面呈45°夹角。
实施例2
如图1所示，一种大面积大厚度尼龙材料结构3D打印方法，包括以下步骤：
第一步，设备预制，首先在3D打印设备承载台上安装成型托盘，并将成像托盘中点与3D打印设备工作台的原点位置对应，然后在成型托盘外表面均布至少两个加热装置，然后将3D打印设备的加热装置调置水平，并将3D打印设备的打印喷头调节到3D打印设备工作台原点正上方，并与成型托盘上表面间间距为1毫米作为打印喷头与打印工作面的作业间隙，然后定位备用；
第二步，尼龙原料预制，在完成第一步作业后，将需要参与3D打印成型作业的尼龙材料在压力为2.5倍标准大气压的氩气保护环境下，在80℃恒温环境下连续加热干燥5小时，然后在惰性气体保护环境下自然冷却至80℃备用；
第三步，原料上料，首先将3D打印设备的加热装置升温至150℃，然后在成型托盘上表面均匀涂布厚度为0.5的粘接剂，并在完成粘接剂涂布后将打印喷头调节到粘接剂上表面1毫米位置处待机，同时通过成型托盘外表面的加热装置将成型托盘温度预热至100℃，最后将第二步中处理过的尼龙原料安装到3D打印设备的上料机构上备用，从而完成原料上料作业；
第四步，成型作业，将第三步后，通过打印设备的加热装置对尼龙原料加热至熔融态，然后通过打印喷头将熔融态的尼龙原料按照工件加工程序喷涂到成型托盘上表面的粘接层上，然后按照工件加工程序逐层进行尼龙材料喷涂沉积作业，直至完成工件打印成型为止，在打印喷头进行喷涂成型加工时，打印喷头与喷涂成型的工件成型作业面间距保持1毫米不变，同时由成型托盘外表面的加热装置将成型托盘温度加热至80℃—120℃，其中打印喷头每层喷涂厚度为0.1毫米，每分钟喷涂5层，且每层喷涂作业中，打印喷头水平方向上运行速度为300mm/s，；
第五步，定型作业，在完成第四步工件成型作业后，停止3D打印设备喷涂作业及加热装置加热作业，然后由成型托盘外表面的加热装置对成型托盘和成型托盘内的工件进行保温30分钟，然后自然冷却至常温即可得到成品尼龙材质工件。
其中，所述的第一步中的成型托盘1为横截面呈“凵”字型槽状结构，成型托盘1外表面的加热装置2为电阻加热装置、辐照加热装置中的任意一种或两种共用。
此外在进行第四步作业时，在打印喷头进行尼龙工件进行打印成型作业时，尼龙工件与成型托盘侧表面间间距为20毫米。
与此同时，在进行第四步作业时，每完成4层尼龙工件喷涂成型作业后，通过与尼龙工件喷涂表面平行的压板进行挤压塑形，且挤压塑形压力方向与成型托盘上表面垂直分布，压力为尼龙工件承压强度的90%，且所述的第五步中，在保温作业过程中，对成型托盘下表面通过超声波振荡装置3进行震荡作业，振荡频率为500kHz，振荡方向与成型托盘下表面呈90°夹角。
本发明一方面可有效的提高尼龙材料工件通过3D打印作业的成型作业效率和加工精度，另一方面可有效的消除尼龙材料3D打印作业中各层尼龙材料间易产生空隙、气泡的缺陷，提高尼龙工件材料结构的致密性和结构均匀性，同时有效的杜绝了因尼龙材料在因3D打印加工时间长，工件面积及厚度大而造成尼龙材料成型过程中受热不均现象，从而达到克服大面积、大厚度尼龙工件易发生开裂、翘边现象，从而有效的提高尼龙工件产品质量的可靠性和稳定性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种大面积大厚度尼龙材料结构3D打印方法，其特征在于，所述的大面积大厚度尼龙材料结构3D打印加工方法包括以下步骤：
第一步，设备预制，首先在3D打印设备承载台上安装成型托盘，并将成像托盘中点与3D打印设备工作台的原点位置对应，然后在成型托盘外表面均布至少两个加热装置，然后将3D打印设备的加热装置调置水平，并将3D打印设备的打印喷头调节到3D打印设备工作台原点正上方，并与成型托盘上表面间间距为1—2.5毫米作为打印喷头与打印工作面的作业间隙，然后定位备用；
第二步，尼龙原料预制，在完成第一步作业后，将需要参与3D打印成型作业的尼龙材料在惰性气体保护环境下，在45℃—100℃恒温环境下连续加热干燥2—10小时，然后在惰性气体保护环境下自然冷却至45℃—150℃备用；
第三步，原料上料，首先将3D打印设备的加热装置升温至80℃—150℃，然后在成型托盘上表面均匀涂布粘接剂，并在完成粘接剂涂布后将打印喷头调节到粘接剂上表面1—2.5毫米位置处待机，同时通过成型托盘外表面的加热装置将成型托盘温度预热至60℃—100℃，最后将第二步中处理过的尼龙原料安装到3D打印设备的上料机构上备用，从而完成原料上料作业；
第四步，成型作业，将第三步后，通过打印设备的加热装置对尼龙原料加热至熔融态，然后通过打印喷头将熔融态的尼龙原料按照工件加工程序喷涂到成型托盘上表面的粘接层上，然后按照工件加工程序逐层进行尼龙材料喷涂沉积作业，直至完成工件打印成型为止，在打印喷头进行喷涂成型加工时，打印喷头与喷涂成型的工件成型作业面间距保持1—2.5毫米不变，同时由成型托盘外表面的加热装置将成型托盘温度加热至80℃—120℃；
第五步，定型作业，在完成第四步工件成型作业后，停止3D打印设备喷涂作业及加热装置加热作业，然后由成型托盘外表面的加热装置对成型托盘和成型托盘内的工件进行保温10—30分钟，然后自然冷却至常温即可得到成品尼龙材质工件；
所述的第一步中的成型托盘为横截面呈“凵”字型槽状结构，成型托盘外表面的加热装置为电阻加热装置、辐照加热装置中的任意一种或两种共用，所述的第二步中的惰性气体为氮气、氩气、氦气中的任意一种，且干燥时惰性气体压力1—2.5倍标准大气压，所述的第三步中，粘接剂层厚度为0.3—1毫米并均布在成型托盘上表面，所述的第四步中，打印喷头每层喷涂厚度为0.1—0.5毫米，每分钟喷涂3—5层，且每层喷涂作业中，打印喷头水平方向上运行速度为20—500mm/s，所述的第四步中，在打印喷头进行尼龙工件进行打印成型作业时，尼龙工件与成型托盘侧表面间间距为3—20毫米，所述的第四步喷涂作业时，每完成3—5层尼龙工件喷涂成型作业后，通过与尼龙工件喷涂表面平行的压板进行挤压塑形，且挤压塑形压力方向与成型托盘上表面垂直分布，压力为尼龙工件承压强度的70％—90％，所述的第五步中，在保温作业过程中，对成型托盘下表面通过超声波振荡装置进行震荡作业，振荡频率为80—500kHz，振荡方向与成型托盘下表面呈30°—90°夹角。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711321593.1A CN107914390B (zh) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | 一种大面积大厚度尼龙材料结构3d打印方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711321593.1A CN107914390B (zh) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | 一种大面积大厚度尼龙材料结构3d打印方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107914390A CN107914390A (zh) | 2018-04-17 |
| CN107914390B true CN107914390B (zh) | 2019-12-10 |
Family
ID=61893078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711321593.1A Active CN107914390B (zh) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | 一种大面积大厚度尼龙材料结构3d打印方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107914390B (zh) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203945693U (zh) * | 2014-06-27 | 2014-11-19 | 航天特种材料及工艺技术研究所 | 一种提高聚合物材料3d打印强度的装置 |
| CN104589657A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-06 | 广州市阳铭新材料科技有限公司 | 一种采用尼龙材料的3d打印机的打印方法 |
| CN106985385A (zh) * | 2017-04-16 | 2017-07-28 | 吉林大学 | 复合材料超声沉积增材制造装置及方法 |
-
2017
- 2017-12-12 CN CN201711321593.1A patent/CN107914390B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107914390A (zh) | 2018-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109746443A (zh) | 一种增材制造过程中并行控制零件变形和精度的方法 | |
| CN109128533B (zh) | 一种流体辅助超快激光加工锥度可调微孔的方法 | |
| CN103995397B (zh) | 喷涂装置及取向液涂覆方法 | |
| CN107737929A (zh) | 一种基于3d打印与渐进成形技术的变壁厚钣金零件加工方法与装置 | |
| CN105397086A (zh) | 一种钛合金空心叶片激光精密成形方法 | |
| KR20150070044A (ko) | 건축물 외벽에 적용되는 패턴 단열판의 롤 코팅 제조방법 | |
| TW202112455A (zh) | 用於金屬塗佈的方法和系統 | |
| CN108212718A (zh) | 一种绿色环保注塑面板的涂漆工艺 | |
| CN112916872A (zh) | 一种增材制造系统及增材制造方法 | |
| CN107584122A (zh) | 一种基于搅拌摩擦连接‑微熔滴复合增材制造的方法和装置 | |
| CN110773356B (zh) | 一种仿形喷涂方法 | |
| CN107914390B (zh) | 一种大面积大厚度尼龙材料结构3d打印方法 | |
| CN112916874A (zh) | 一种增材制造过程中熔池两侧夹持辅助成形装置和方法 | |
| CN107520444A (zh) | 沉积设备与沉积方法 | |
| WO2014101020A1 (zh) | 多金属液态喷射沉积增材制造设备 | |
| CN108247052B (zh) | 用于金属增材制造过程温度控制的方法 | |
| CN105506533A (zh) | 一种印刷版辊的生产工艺 | |
| CN216445466U (zh) | 多喷嘴激光熔覆装置 | |
| CN103331249A (zh) | 钢板印花彩涂方法 | |
| KR20070068570A (ko) | 멀티노즐 용사코팅 장치 | |
| JP5274415B2 (ja) | 鋳造金型におけるコーティング剤の塗布方法 | |
| CN104404505A (zh) | Cu/Mo/Cu复合薄板的喷涂制备方法 | |
| CN209811465U (zh) | 增材制造装置 | |
| CN211218678U (zh) | 一种多尺度梯级增材制造装置 | |
| CN216445467U (zh) | 预加热激光熔覆装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20191113 Address after: 215000 No.138, East Street, Huangqiao street, Xiangcheng District, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Suzhou Xiangcheng District Huangqiao Industrial Park Economic Development Co., Ltd Address before: The middle Tianfu Avenue in Chengdu city Sichuan province 610041 No. 1388 1 8 storey building No. 866 Applicant before: CHENGDU YUYA SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |