CN108099202A - 一种拉丝式3d打印方法及拉丝式3d打印机 - Google Patents

一种拉丝式3d打印方法及拉丝式3d打印机 Download PDF

Info

Publication number
CN108099202A
CN108099202A CN201711332813.0A CN201711332813A CN108099202A CN 108099202 A CN108099202 A CN 108099202A CN 201711332813 A CN201711332813 A CN 201711332813A CN 108099202 A CN108099202 A CN 108099202A
Authority
CN
China
Prior art keywords
printing
wire drawing
printed material
printer
drawing type
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.)
Granted
Application number
CN201711332813.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108099202B (zh
Inventor
张键
赵华山
杨雅莉
薛丽
汪宝蓓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Original Assignee
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS filed Critical Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority to CN201711332813.0A priority Critical patent/CN108099202B/zh
Publication of CN108099202A publication Critical patent/CN108099202A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108099202B publication Critical patent/CN108099202B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • 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
    • 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
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

本发明涉及一种拉丝式3D打印方法及拉丝式3D打印机，属于3D打印领域。采用经抻拉后可形成细丝的拉丝材料作为打印材料，打印材料在经抻拉后可形成微米级细丝，3D打印时，将抻拉成丝的打印材料喷打到打印接收台上进行3D成型。为了避免空气吹动影响，3D打印过程在密闭环境中完成，且在打印头增加打印丝切断装置，通过位移装置保证细丝的短距离成型。该3D打印机中打印头在空间三个维度移动，从而实现立体结构的层叠式3D打印，适用于打印各种基于微米级线条组成的生物性或非生物性立体结构。

Description

一种拉丝式3D打印方法及拉丝式3D打印机
技术领域
本发明涉及一种打印机，具体涉及一种拉丝式3D打印机，属于3D打印领域。
背景技术
3D打印机技术是一种结合了计算机辅助设计方法的增材制造技术，通过点线面体方式将金属或多聚物等材料打印成型，实现空间复杂结构的直接打印，得到构型灵活多变的三维结构。
目前，随着桌面级3D打印机的普及，已受到包括工业在内的各领域的广泛关注和应用，并产生了巨大的商业市场价值。然而，目前挤出式3D打印机单线条的打印极限为百微米级，无法实现高精度的打印。现有技术中，可实现微米级3D打印的技术有基于光固化材料的直写式打印和光聚合打印，以及基于激光等的热烧结打印技术，相比而言，这些技术尽管也可以实现微米级打印，但技术门槛高，设备成本高昂。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种拉丝式3D打印方法，在打印过程中，采用拉丝成型的方式，能够解决现有的挤出式3D打印技术中微米级高精度打印的问题，且成本低。
本发明的技术方案是：一种拉丝式3D打印方法，采用经抻拉后可形成细丝的拉丝材料作为打印材料，3D打印时，将抻拉成丝的打印材料喷打到打印接收台上进行3D成型。3D打印过程在密闭环境中完成。
此外本发明提供一种拉丝式3D打印机，包括：位移装置、物料供应装置、打印接收台和打印头。
所述打印接收台用于接收打印材料以形成所需的立体结构。
所述物料供应装置用于提供打印材料，所述打印材料为经抻拉后可形成细丝的拉丝材料。
所述打印头安装在物料供应装置的出料口，用于向所述打印接收台喷打印材料。
以打印接收台所在平面为XY平面，垂直于打印接收台所在平面的方向为Z向，所述位移装置用于带动所述物料供应装置进行X向、Y向、Z向的直线运动。
在所述打印头上设置有用于将抻拉的细丝切断的细丝切断结构。
还包括用于将物料供应装置中的打印材料通过所述打印头匀速挤出的挤压结构。
有益效果：
该3D打印机采用经抻拉后可形成细丝的拉丝材料作为打印材料，3D打印时，将抻拉成丝的打印材料喷打到打印接收台上进行3D成型，能够实现微米级高精度打印；且装置简单、打印成本低。
附图说明
图1为本发明的旋转式3D打印机的结构示意图。
其中：1-打印接收台、2-打印头、3-物料供应装置、4-X滑轨、5-Y滑轨、6-Z滑轨
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
本实施例提供一种基于拉丝材料的拉丝式3D打印机，能够实现微米级结构的快速高质量成型3D打印。
如图1所示，该拉丝式3D打印机包括：位移装置、物料供应装置3、打印接收台1和打印头2。
物料供应装置3即物料筒用于提供打印材料，打印头2安装在物料供应装置3的出料口，打印材料主体为可拉丝成型的材料，在经过抻拉后可形成微米级细丝。由于采用拉丝式打印材料，为保证被拉成细丝的打印材料能够可靠断开，在打印头上设置有用于将抻拉的细丝切断的细丝切断结构，由此打印头可以不间断连续打印，也可在细丝切断结构的配合下，不连续的打印。
打印接收台1用于接收打印材料从而形成所需的立体结构。
以打印接收台1所在平面为XY平面，垂直于打印接收台1所在平面的方向为Z向，建立三维坐标系。位移装置用于带动物料供应装置3进行X向、Y向、Z向直线运动，具体包括沿X向的X滑轨4、沿Y向的Y滑轨5和沿Z向的Z滑轨6，三个滑轨分别由三个电机独立驱动。在位移装置的带动下，打印头可发生短距离快速位移，从而在打印过程中将打印材料拉抻成细丝后喷打在打印接收台上。
由于打印时需将打印材料拉抻成细丝，为避免空气流动对细丝的吹动，导致细丝断开或移动，打印过程在密闭环境中完成。
为实现对打印过程的精确控制，通过控制单元控制用于驱动三个滑轨的电机，从而控制物料桶装置在三个滑轨上的直线位移行程和位移速度。为保证打印头短距离快速位移，位移装置的控制单元中根据加速距离与打印材料拉丝线条粗细之间的关系预先设定好加速距离，在短距离加速位移拉丝后，继续保持匀速位移完成打印；另一方面，在打印接收台中设置打印材料初始堆积位置以及多余材料回收部件。
上述基于拉丝材料的3D打印机能够实现微米级结构的快速高质量成型3D打印，可打印出微米级线条或任何微米级的生物或非生物的微小结构，适用于打印各种基于微米级线条的生物性或非生物性立体结构。
实施例2：
本实施例中选用麦芽糖作为打印材料，按如下配比，300摄氏度下不断搅拌熔融，得到拉丝质感即可。
成分 用量
麦芽糖 100g
水 10ml
实施例3：
当打印材料为温度敏感材料时，为实现打印材料的快速成型，在实施例1的基础上增加由控制单元控制的数控低温设备(或直接使用干冰)。在打印的同时，通过数控低温设备(或直接使用干冰)对打印接收台进行低温保持，且打印接收台选用导热性能优良的材料制成，优选金属材质制成。温度控制在打印材料的凝固点以下，以保证打印材料的低温快速成型。
实施例4：
当打印材料含有光固化成分时，为实现打印材料的快速成型，在实施例1的基础上加装UV光固化装置，打印的同时通过UV光照使打印材料在光敏剂作用下快速凝固。
实施例5：
在实施例1的基础上，增加用于将物料供应装置中的打印材料匀速挤出于打印头外的挤压结构，所述挤压结构在物料桶中施加压力使打印材料匀速挤出于打印头外，通过打印头直接打印，随即低温快速成型。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种拉丝式3D打印方法，其特征在于：采用经抻拉后可形成细丝的拉丝材料作为打印材料，3D打印时，将抻拉成丝的打印材料喷打到打印接收台上进行3D成型。
2.如权利要求1所述的拉丝式3D打印方法，其特征在于：3D打印过程在密闭环境中完成。
3.一种拉丝式3D打印机，其特征在于：包括：位移装置、物料供应装置、打印接收台和打印头；
所述打印接收台用于接收打印材料以形成所需的立体结构；
所述物料供应装置用于提供打印材料，所述打印材料为经抻拉后可形成细丝的拉丝材料；
所述打印头安装在物料供应装置的出料口，用于向所述打印接收台喷打印材料；
以打印接收台所在平面为XY平面，垂直于打印接收台所在平面的方向为Z向，所述位移装置用于带动所述物料供应装置进行X向、Y向、Z向的直线运动。
4.如权利要求3所述的拉丝式3D打印机，其特征在于：在所述打印头上设置有用于将抻拉的细丝切断的细丝切断结构。
5.如权利要求3所述的拉丝式3D打印机，其特征在于：还包括用于将物料供应装置中的打印材料通过所述打印头匀速挤出的挤压结构。
6.如权利要求3、4或5所述的拉丝式3D打印机，其特征在于：所述位移装置包括：分别沿X向、Y向和Z向的三个滑轨，三个滑轨分别由三个电机独立驱动。
7.如权利要求3、4或5所述的拉丝式3D打印机，其特征在于：所述打印材料为含糖类的材料或其它任何可拉丝成型的材料。
8.如权利要求3、4或5所述的拉丝式3D打印机，其特征在于：当打印材料为温度敏感材料时，在打印的同时，对所述打印接收台进行低温保持，温度控制在打印材料的凝固点以下。
9.如权利要求3、4或5所述的拉丝式3D打印机，其特征在于：当打印材料含有光固化成分时，打印的同时通过UV光照使打印材料在光敏剂作用下快速凝固。
10.如权利要求3、4或5所述的拉丝式3D打印机，其特征在于：所述打印材料为经过抻拉后能够形成微米级细丝的拉丝材料，待3D打印成型的结构为基于微米级线条组成的立体结构。
CN201711332813.0A 2017-12-13 2017-12-13 一种拉丝式3d打印方法及拉丝式3d打印机 Active CN108099202B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711332813.0A CN108099202B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种拉丝式3d打印方法及拉丝式3d打印机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711332813.0A CN108099202B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种拉丝式3d打印方法及拉丝式3d打印机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108099202A true CN108099202A (zh) 2018-06-01
CN108099202B CN108099202B (zh) 2020-11-10

Family

ID=62216770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711332813.0A Active CN108099202B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种拉丝式3d打印方法及拉丝式3d打印机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108099202B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019113853A1 (zh) * 2017-12-13 2019-06-20 深圳先进技术研究院 一种拉丝式3d打印方法及拉丝式3d打印机
CN112373012A (zh) * 2020-10-23 2021-02-19 湖北屹安医疗器械有限公司 多喷头3d打印控制系统及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103737934A (zh) * 2014-01-22 2014-04-23 黑龙江省科学院自动化研究所 基于熔融沉积快速成型技术的3d打印机及其打印方法
CN106113501A (zh) * 2016-07-14 2016-11-16 四川三阳永年增材制造技术有限公司 一种具有金属质感或陶瓷质感复合材料增材制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103737934A (zh) * 2014-01-22 2014-04-23 黑龙江省科学院自动化研究所 基于熔融沉积快速成型技术的3d打印机及其打印方法
CN106113501A (zh) * 2016-07-14 2016-11-16 四川三阳永年增材制造技术有限公司 一种具有金属质感或陶瓷质感复合材料增材制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019113853A1 (zh) * 2017-12-13 2019-06-20 深圳先进技术研究院 一种拉丝式3d打印方法及拉丝式3d打印机
CN112373012A (zh) * 2020-10-23 2021-02-19 湖北屹安医疗器械有限公司 多喷头3d打印控制系统及方法
CN112373012B (zh) * 2020-10-23 2022-08-26 湖北屹安医疗器械有限公司 多喷头3d打印控制系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108099202B (zh) 2020-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN2900196Y (zh) 基于uv光固化工艺的彩色三维物体成型装置
ES2826383T3 (es) Montaje de extrusora para impresora tridimensional
JP4731573B2 (ja) 高解像度高速製造
CN108099202A (zh) 一种拉丝式3d打印方法及拉丝式3d打印机
US20180354182A1 (en) Strand producing apparatus and method for producing strand
CN104249457A (zh) 一种多喷头立体打印机
CN203805323U (zh) 一种3d打印设备
CN105500715B (zh) 一种精密3d打印机
CN104249456B (zh) 一种快速型彩色三维打印机
CN104553422B (zh) 彩色三维曲面喷墨印刷方法
CN104742375A (zh) 基于fdm的3d打印设备
CN104085191B (zh) 一种在塑料上喷墨激光打印的方法及应用该方法的喷墨激光打印装置
CN206086000U (zh) 一种玻璃喷绘设备
CN205009594U (zh) 一种基于数字化微喷工艺的彩色3d打印机
CN104191609A (zh) 一种气动清洁喷射头型立体打印机
CN105711084B (zh) 一种薄膜材质为原料的3d彩色激光打印机
CN104772906B (zh) 打印头、三维打印机及三维打印方法
CN207669818U (zh) 一种拉丝式3d打印机
CN206337024U (zh) 一种石墨片加工控制装置
CN108215160A (zh) 3d打印装置
CN103129140A (zh) 一种3d立体打印的方法
CN204894556U (zh) 一种可折叠的三维打印机
CN203752681U (zh) 橡胶软管捺印装置
CN204109386U (zh) 一种带空调制冷装置的3d打印设备
JP2018098506A5 (zh)

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant