CN109480415A - 一种珠宝3d打印制模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种珠宝3D打印制模方法，具体方法步骤如下：步骤一：设计图样；步骤二：准备模具材料一和覆膜材料；步骤三：准备模具材料二；步骤四：制作模具；步骤五：3D打印覆膜；步骤六：模具热处理；步骤七：检测。本发明利用3D打印技术，将金属粉末和玻璃纤维混合熔融打印金属模具，最后在型腔内进行纳米覆膜，不仅增加金属模具的强度，而且能够避免型腔在浇注使用时发生腐蚀，也使型腔内壁光滑，使加工出的珠宝表面光滑，省去打磨步骤，并且节约珠宝原材料，将红石膏粉、橡胶聚合物胶乳、腐植酸钠与水混合成石膏浆体打印石膏模具，打印出的石膏模具不仅硬度增强，而且抗折强度提高，表面光滑，从而使加工出的珠宝表面光滑。

Description

一种珠宝3D打印制模方法
技术领域
本发明涉及珠宝模具制备领域，特别涉及一种珠宝3D打印制模方法。
背景技术
现有的珠宝模具一般有石膏模具、金属模具等，但是现有的模具加工技术步骤复杂，精度较低，都需要后期打磨，加工周期较长，因此出现了利用3D打印模具的技术，但是现有的一些使用3D打印技术制备的模具强度较低，并且型腔内表面粗糙，导致制备的珠宝表面不光滑，若是直接打磨就会造成珠宝原材料的浪费。
因此，发明一种珠宝3D打印制模方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种珠宝3D打印制模方法，通过利用3D打印技术，将金属粉末和玻璃纤维混合熔融打印金属模具，最后在型腔内进行纳米覆膜，不仅增加金属模具的强度，而且能够避免型腔在浇注使用时发生腐蚀，也使型腔内壁光滑，使加工出的珠宝表面光滑，省去打磨步骤，并且节约珠宝原材料，利用3D打印技术，将红石膏粉、橡胶聚合物胶乳、腐植酸钠与水混合成石膏浆体打印石膏模具，打印出的石膏模具不仅硬度增强，而且抗折强度提高，表面光滑，从而使加工出的珠宝表面光滑，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种珠宝3D打印制模方法，具体方法步骤如下：
步骤一：设计图样，利用CAD软件绘制珠宝的六视图以及将尺寸标定，从而得到模具型腔的形状以及尺寸，利用珠宝六视图，确定模具的外部形状和尺寸，然后将得到的模具图纸导入三维建模软件内建立模具的三维模型，将建立的三维模型转成STL格式，输入至3D打印机程序内；
步骤二：准备模具材料一和覆膜材料，将模具打印所使用的金属粉末和玻璃纤维熔融至液体，将纳米镍液体材料，分别经两个打印头喷出使用，同时，步骤一中在CAD软件中将模具型腔的尺寸增大，预留出覆膜所需的空间，再建立三维模型以及转成STL格式，输入至3D打印机程序内；
步骤三：准备模具材料二，将模具打印所使用的红石膏粉、橡胶聚合物胶乳、腐植酸钠与水混合成石膏浆体；
步骤四：制作模具，3D打印机根据珠宝的类型选择模具材料，并且根据模具尺寸，进行层层打印；
步骤五：3D打印覆膜，对于使用模具材料一打印模具时，模具打印完成后，模具上设有型腔面，此时利用纳米镍覆膜技术，输出纳米镍液体的打印头将纳米镍液体打印至型腔面，形成纳米镍膜；
步骤六：模具热处理，将打印完成后的模具在3D打印机中保温，然后开始冷却，冷至300℃以下拿出空冷，逐渐消除应力；
步骤七：检测，利用激光扫描仪对制成的模具进行扫描，将扫描数据与模具CAD中的尺寸进行对比检测，排除瑕疵品。
优选的，所述步骤二中金属粉末和玻璃纤维比例为9-9.25：0.75-1。
优选的，所述步骤三中红石膏粉、橡胶聚合物胶乳、腐植酸钠与水比例为1：0.2-0.28：0.3-0.5：1.25-1.45。
优选的，所述步骤六中保温时间为2-4h，冷却速度控制在20-50℃/h。
本发明的技术效果和优点：
1、通过利用3D打印技术，将金属粉末和玻璃纤维混合熔融打印金属模具，最后在型腔内进行纳米覆膜，不仅增加金属模具的强度，而且能够避免型腔在浇注使用时发生腐蚀，也使型腔内壁光滑，使加工出的珠宝表面光滑，省去打磨步骤，并且节约珠宝原材料；
2、利用3D打印技术，将红石膏粉、橡胶聚合物胶乳、腐植酸钠与水混合成石膏浆体打印石膏模具，打印出的石膏模具不仅硬度增强，而且抗折强度提高，表面光滑，从而使加工出的珠宝表面光滑；
3、整个珠宝模具制备利用3D打印技术，以及原材料的改进，打印模具质量高，并且打印快速，缩短制备周期。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种珠宝3D打印制模方法，具体方法步骤如下：
步骤一：设计图样，利用CAD软件绘制珠宝的六视图以及将尺寸标定，从而得到模具型腔的形状以及尺寸，利用珠宝六视图，确定模具的外部形状和尺寸，然后将得到的模具图纸导入三维建模软件内建立模具的三维模型，将建立的三维模型转成STL格式，输入至3D打印机程序内；
步骤二：准备模具材料一和覆膜材料，将模具打印所使用的金属粉末和玻璃纤维按9：1的比例熔融至液体，将纳米镍液体材料，分别经两个打印头喷出使用，同时，步骤一中在CAD软件中将模具型腔的尺寸增大，预留出覆膜所需的空间，再建立三维模型以及转成STL格式，输入至3D打印机程序内；
步骤三：准备模具材料二，将模具打印所使用的红石膏粉、橡胶聚合物胶乳、腐植酸钠与水按1：0.28：0.5：1.25的比例混合成石膏浆体；
步骤四：制作模具，3D打印机根据珠宝的类型选择模具材料，并且根据模具尺寸，进行层层打印；
步骤五：3D打印覆膜，对于使用模具材料一打印模具时，模具打印完成后，模具上设有型腔面，此时利用纳米镍覆膜技术，输出纳米镍液体的打印头将纳米镍液体打印至型腔面，形成纳米镍膜；
步骤六：模具热处理，将打印完成后的模具在3D打印机中保温，保温时间为2h，然后开始冷却，冷却速度控制在50℃/h，冷至300℃以下拿出空冷，逐渐消除应力；
步骤七：检测，利用激光扫描仪对制成的模具进行扫描，将扫描数据与模具CAD中的尺寸进行对比检测，排除瑕疵品。
本实施例中制备的金属模具强度一般，制备的模具表面光滑；制备的石膏模具硬度较高，制备的模具表面光滑，另外本实施例中抽取了30个金属模具和30个石膏模具进行制备珠宝，其中22个金属模具完好无损，剩下8个金属模具有轻微裂痕，26个石膏模具完好无损，剩下4个金属模具有轻微裂痕，但是得到的珠宝表面均比较光滑。
实施例2：
本发明提供了本发明提供了一种珠宝3D打印制模方法，具体方法步骤如下：
步骤一：设计图样，利用CAD软件绘制珠宝的六视图以及将尺寸标定，从而得到模具型腔的形状以及尺寸，利用珠宝六视图，确定模具的外部形状和尺寸，然后将得到的模具图纸导入三维建模软件内建立模具的三维模型，将建立的三维模型转成STL格式，输入至3D打印机程序内；
步骤二：准备模具材料一和覆膜材料，将模具打印所使用的金属粉末和玻璃纤维按9.125：0.875的比例熔融至液体，将纳米镍液体材料，分别经两个打印头喷出使用，同时，步骤一中在CAD软件中将模具型腔的尺寸增大，预留出覆膜所需的空间，再建立三维模型以及转成STL格式，输入至3D打印机程序内；
步骤三：准备模具材料二，将模具打印所使用的红石膏粉、橡胶聚合物胶乳、腐植酸钠与水按1：0.25：0.4：1.35的比例混合成石膏浆体；
步骤四：制作模具，3D打印机根据珠宝的类型选择模具材料，并且根据模具尺寸，进行层层打印；
步骤五：3D打印覆膜，对于使用模具材料一打印模具时，模具打印完成后，模具上设有型腔面，此时利用纳米镍覆膜技术，输出纳米镍液体的打印头将纳米镍液体打印至型腔面，形成纳米镍膜；
步骤六：模具热处理，将打印完成后的模具在3D打印机中保温，保温时间为3h，然后开始冷却，冷却速度控制在35℃/h，冷至300℃以下拿出空冷，逐渐消除应力；
步骤七：检测，利用激光扫描仪对制成的模具进行扫描，将扫描数据与模具CAD中的尺寸进行对比检测，排除瑕疵品。
对比实施例1，本实施例中制备的金属模具强度较高，制备的模具表面光滑；制备的石膏模具硬度较高，制备的模具表面光滑，另外本实施例中抽取了30个金属模具和30个石膏模具进行制备珠宝，其中30个金属模具完好无损，30个石膏模具完好无损，并且得到的珠宝表面均比较光滑。
实施例3：
本发明提供了本发明提供了一种珠宝3D打印制模方法，具体方法步骤如下：
步骤一：设计图样，利用CAD软件绘制珠宝的六视图以及将尺寸标定，从而得到模具型腔的形状以及尺寸，利用珠宝六视图，确定模具的外部形状和尺寸，然后将得到的模具图纸导入三维建模软件内建立模具的三维模型，将建立的三维模型转成STL格式，输入至3D打印机程序内；
步骤二：准备模具材料一和覆膜材料，将模具打印所使用的金属粉末和玻璃纤维按9.25：0.75的比例熔融至液体，将纳米镍液体材料，分别经两个打印头喷出使用，同时，步骤一中在CAD软件中将模具型腔的尺寸增大，预留出覆膜所需的空间，再建立三维模型以及转成STL格式，输入至3D打印机程序内；
步骤三：准备模具材料二，将模具打印所使用的红石膏粉、橡胶聚合物胶乳、腐植酸钠与水按1：0.2：0.3：1.45的比例混合成石膏浆体；
步骤四：制作模具，3D打印机根据珠宝的类型选择模具材料，并且根据模具尺寸，进行层层打印；
步骤五：3D打印覆膜，对于使用模具材料一打印模具时，模具打印完成后，模具上设有型腔面，此时利用纳米镍覆膜技术，输出纳米镍液体的打印头将纳米镍液体打印至型腔面，形成纳米镍膜；
步骤六：模具热处理，将打印完成后的模具在3D打印机中保温，保温时间为4h，然后开始冷却，冷却速度控制在20℃/h，冷至300℃以下拿出空冷，逐渐消除应力；
步骤七：检测，利用激光扫描仪对制成的模具进行扫描，将扫描数据与模具CAD中的尺寸进行对比检测，排除瑕疵品。
对比实施例1和2，本实施例中制备的金属模具强度较高，制备的模具表面光滑；制备的石膏模具硬度较低，制备的模具表面光滑，另外本实施例中抽取了30个金属模具和30个石膏模具进行制备珠宝，其中30个金属模具完好无损，21个石膏模具完好无损，剩下9个金属模具有轻微裂痕，但是得到的珠宝表面均比较光滑。
根据实施例1-3得出下表：
由上表可知，实施例2中金属模具和石膏模具原材料比例适中，保温时间以及冷却速度适中，使整个珠宝模具硬度较高，并且型腔表面光滑，使加工的珠宝表面光滑。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (4)

1.一种珠宝3D打印制模方法，其特征在于：具体方法步骤如下：
步骤一：设计图样，利用CAD软件绘制珠宝的六视图以及将尺寸标定，从而得到模具型腔的形状以及尺寸，利用珠宝六视图，确定模具的外部形状和尺寸，然后将得到的模具图纸导入三维建模软件内建立模具的三维模型，将建立的三维模型转成STL格式，输入至3D打印机程序内；
步骤二：准备模具材料一和覆膜材料，将模具打印所使用的金属粉末和玻璃纤维熔融至液体，将纳米镍液体材料，分别经两个打印头喷出使用，同时，步骤一中在CAD软件中将模具型腔的尺寸增大，预留出覆膜所需的空间，再建立三维模型以及转成STL格式，输入至3D打印机程序内；
步骤三：准备模具材料二，将模具打印所使用的红石膏粉、橡胶聚合物胶乳、腐植酸钠与水混合成石膏浆体；
步骤四：制作模具，3D打印机根据珠宝的类型选择模具材料，并且根据模具尺寸，进行层层打印；
步骤五：3D打印覆膜，对于使用模具材料一打印模具时，模具打印完成后，模具上设有型腔面，此时利用纳米镍覆膜技术，输出纳米镍液体的打印头将纳米镍液体打印至型腔面，形成纳米镍膜；
步骤六：模具热处理，将打印完成后的模具在3D打印机中保温，然后开始冷却，冷至300℃以下拿出空冷，逐渐消除应力；
步骤七：检测，利用激光扫描仪对制成的模具进行扫描，将扫描数据与模具CAD中的尺寸进行对比检测，排除瑕疵品。
2.根据权利要求1所述的一种珠宝3D打印制模方法，其特征在于：所述步骤二中金属粉末和玻璃纤维比例为9-9.25：0.75-1。
3.根据权利要求1所述的一种珠宝3D打印制模方法，其特征在于：所述步骤三中红石膏粉、橡胶聚合物胶乳、腐植酸钠与水比例为1：0.2-0.28：0.3-0.5：1.25-1.45。
4.根据权利要求1所述的一种珠宝3D打印制模方法，其特征在于：所述步骤六中保温时间为2-4h，冷却速度控制在20-50℃/h。
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