CN109591287A - 3d打印方法 - Google Patents

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刘业
吴敏
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing

Abstract

本发明公开一种3D打印方法,其中,3D打印方法,包括以下步骤:a:将目标模胚所覆盖的空间分为多层胚片空间,所述胚片空间具有胚体区域,部分所述胚片空间具有与所述胚体区域邻接的孔洞区域;b:在所述胚片空间的胚体区域喷涂胚体打印材料,在所述孔洞区域喷涂隔离材料;c:重复步骤b,以堆叠形成目标模胚;其中,所述隔离材料的熔点高于所述胚体打印材料的熔点。本发明技术方案具有防止目标模胚在烧结工序中发生形变、坍塌,提高良品率的效果。

Description

3D打印方法
技术领域
本发明涉及3D打印领域,特别涉及一种3D打印方法。
背景技术
有部分3D打印出的模胚,需要经过烧结的工序,以使模胚的结构更加稳定。部分模胚具有顶板、孔洞、槽道等结构,使得模胚内具有悬挂的部分,该模胚在烧结过程中软化,而模胚的悬挂的部分在烧结过程中容易发生形变,甚至坍塌,使得模胚报废。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种3D打印方法,旨在防止目标模胚在烧结工序中发生形变、坍塌,提高良品率。
为实现上述目的,本发明提出的3D打印方法,包括以下步骤:
a:将目标模胚所覆盖的空间分为多层胚片空间,所述胚片空间具有胚体区域,部分所述胚片空间具有与所述胚体区域邻接的孔洞区域;
b:在所述胚片空间的胚体区域喷涂胚体打印材料,在所述孔洞区域喷涂隔离材料;
c:重复步骤b,以堆叠形成目标模胚;
其中,所述隔离材料的熔点高于所述胚体打印材料的熔点。
可选地,所述孔洞区域包括与所述胚体区域间隔设置的支撑区域,以及设置所述胚体区域和所述支撑区域之间的隔离区域,所述步骤b还包括:在所述支撑区域喷涂支撑材料,在所述隔离区域喷涂隔离材料。
可选地,所述支撑材料采用所述胚体材料。
可选地,所述目标模胚的本体中倾斜角小于或等于50°的悬挂部分所覆盖的孔洞区域中的部分为隔离材料打印区。
可选地,在步骤b中,所述隔离材料喷涂为网格状或迂回状。
可选地,将目标模胚所覆盖的空间沿所述目标模胚的高度方向分为多层胚片空间。
可选地,在步骤c中,自下而上重复步骤b。
可选地,所述3D打印采用多喷嘴打印,所述胚体材料和所述隔离材料分别从不同的喷嘴中出料。
本发明技术方案通过在所述胚片空间的胚体区域喷涂胚体打印材料,在所述孔洞区域喷涂隔离材料,采用本发明技术方案打印出的目标模胚具有隔离结构,且所述隔离材料的熔点高于所述胚体材料,当所述目标模胚在烧结时,所述目标模胚的本体软化,而隔离材料保持良好的机械强度,能够有效支撑所述目标模胚的本体,使得所述目标模胚本体的悬挂部分不发生形变,能够有效提升目标模胚烧结后的良品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明3D打印方法一实施例的结构示意图;
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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的一部分实施例,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作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。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义为,包括三个技术方案,以“A和/或B”为例,包括A方案,或B方案,或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种3D打印方法。
在本发明实施例中,如图1所示,该3D打印方法,包括以下步骤:a:将目标模胚所覆盖的空间分为多层胚片空间,所述胚片空间具有胚体区域,部分所述胚片空间具有与所述胚体区域邻接的孔洞区域;b:在所述胚片空间的胚体区域喷涂胚体打印材料,在所述孔洞区域喷涂隔离材料;c:重复步骤b,以堆叠形成目标模胚;其中,所述隔离材料的熔点高于所述胚体打印材料的熔点。所述目标模胚的本体在打印出来后,需要进行烧结,烧结的工序使得目标模胚的本体熔融,以使目标模胚的本体的内部结构更加致密,烧结结束后,得到的目标模胚的本体的机械强度得到提升。
本发明技术方案通过采用在所述胚片空间的胚体区域喷涂胚体打印材料,在所述孔洞区域喷涂隔离材料,以使得打印出的目标模胚具有隔离结构,而该隔离结构能够支撑所述目标模胚的本体中的悬挂部;由于胚体打印材料喷涂在胚体区域中后常需要一定时间进行固化,所述支撑结构能够使得所述目标模胚的悬挂的部分的胚体打印材料在固化的时间里保持形状稳定,有利于提升所述目标模胚本体成型的尺寸精度;再者,在所述目标模胚烧结的过程中,所述目标模胚的本体会发生软化,此时所述目标模胚的本体的悬挂部分受且自重的影响容易发生下陷甚至坍塌,使得该目标模胚报废,而本发明技术方案打印出的目标模胚具有隔离结构,且隔离结构的熔点高于所述胚体打印材料的熔点,在所述目标模胚烧结的过程中,该隔离结构能够支撑所述目标模胚的本体的悬挂部,防止该悬挂部发生形变,使得经过烧结工序的目标模胚的良品率提高。
进一步地,在本实施例中,所述孔洞区域包括与所述胚体区域间隔设置的支撑区域,以及设置所述胚体区域和所述支撑区域之间的隔离区域,所述步骤b还包括:在所述支撑区域喷涂支撑材料,在所述隔离区域喷涂隔离材料。将所述支撑区域与所述胚体区域间隔设置,打印出的支撑结构与所述目标模胚的本体不直接接触,避免所述支撑结构与所述目标模胚本体在烧结的过程中粘结,使得烧结后的支撑结构分离取出不方便,本实施例中,所述隔离区域设置在所述胚体区域和所述支撑区域之间,因此打印出的目标模胚包括目标模胚本体,与所述目标模胚本体间隔的支撑结构,以及位于支撑结构和所述目标模胚的本体之间的隔离结构,能够有效避免烧结过程中所述支撑结构与所述目标模胚本体粘结。所述隔离结构通常在烧结过后转化为颗粒状,能够轻松从所述目标模胚中分离出来,隔离结构分离出后,再取出支撑结构。3D打印用支撑材料通常熔点高,并具有价格便宜、容易获取等优点。因此,本实施例采用的3D打印方法具有价格低,支撑结构和隔离结构容易分离的优点。
进一步地,在本实施例中,所述支撑材料采用所述胚体材料。以所述胚体材料在所述支撑区域中打印,以胚体材料形成支撑结构,使得目标模胚在烧结的过程中,支撑结构的膨胀系数与目标模胚的本体的膨胀系数一致,支撑结构随目标模胚的本体膨胀或缩小的程度相当,因此支撑结构始终能够支撑目标模胚的本体,支撑性能良好。本实施例所述支撑材料不仅限于胚体材料。
进一步地,在本实施例中,所述目标模胚的本体中倾斜角小于或等于50°的悬挂部分所覆盖的孔洞区域中的部分为隔离材料打印区。目标模胚在烧结的过程中,目标膜胚的本体中倾斜角度小于或等于50°的悬挂部分容易发生下陷深圳坍塌,而切斜角度大于50°的悬挂部分其结构相对稳定,本实施例的方法针对性地在倾斜角度小于或等于50°的悬挂部分所覆盖的孔洞区域中打印隔离材料,能够在保障支撑效果的同时,有效地节约隔离结构的耗材,降低打印的成本。
进一步地,在本实施例中,在步骤b中,所述隔离材料喷涂为网格状。所述隔离材料喷涂为网格状,能够有效减少隔离材料的消耗,同时网格状的结构具有结构稳固的特点,有利于保障打印出的隔离结构的机械性能。本实施例所述步骤b不仅限于上述技术方案,在其他实施例中,也可以是,在步骤b中,所述隔离材料喷涂为迂回状,将所述隔离材料喷涂为迂回状,能够减少隔离材料的消耗,降低打印成本。
进一步地,在本实施例中,将目标模胚所覆盖的空间沿所述目标模胚的高度方向分为多层胚片空间。将目标模胚沿其高度方向划分为多层胚片空间,然后叠加打印胚片,该方法适合多数3D打印机,具有适用范围广的优点。
进一步地,在本实施例中,在步骤c中,自下而上重复步骤b。3D打印机采用本实施例方法打印所述目标模胚时,先从位于最底层的所述胚片空间开始打印,然后再打印与最底层的胚片空间邻接的上层的胚片空间,直至打印完整个目标模胚,位于下层的胚片打印好后能够为位于上层的胚片的打印提供支撑,因此打印过程中目标模胚不容易发生变形,能够保持良好的尺寸精度。本实施例不仅限于上述技术方案,在其他实施例中,也可以是,在步骤c中,自上而下重复步骤b,3D打印机先从位于最顶层的所述胚片空间开始打印,然后在打印与最顶层的所述胚片空间邻接的下层的胚片空间,直至打印完整个目标模胚;还可以是,将目标模胚所覆盖的空间分为n层胚片空间,在步骤c中,自第t层胚片空间向上打印,并自第t-1层胚片空间向下打印,所述0<t<n,t和n为正整数,该方式打印能够通过在t层胚片空间同时向上和向下打印,有效提升打印速度。
本实施例不仅限于上述技术方案,在其他实施例中,也可以是,将目标模胚所覆盖的空间沿所述目标模胚的宽度方向分为多层胚片空间,在步骤c中,自左向右重复步骤b;或者是,将目标模胚所覆盖的空间沿所述目标模胚的宽度方向分为多层胚片空间,在步骤c中,自右向左重复步骤b。
进一步地,在本实施例中,所述3D打印采用多喷嘴打印,所述胚体材料和所述隔离材料分别从不同的喷嘴中出料,使得所述胚体材料和所述隔离材料在出料时不相互掺杂,有利于保障目标模胚的本体和隔离结构的成分纯度。本实施例可以采用多喷嘴型3D打印机进行打印,也可以采用多台3D打印机进行打印,以实现所述胚体材料和所述隔离材料分别从不同的喷嘴中出料。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种3D打印方法,其特征在于,包括以下步骤:
a:将目标模胚所覆盖的空间分为多层胚片空间,所述胚片空间具有胚体区域,部分所述胚片空间具有与所述胚体区域邻接的孔洞区域;
b:在所述胚片空间的胚体区域喷涂胚体打印材料,在所述孔洞区域喷涂隔离材料;
c:重复步骤b,以堆叠形成目标模胚;
其中,所述隔离材料的熔点高于所述胚体打印材料的熔点。
2.如权利要求1所述的3D打印方法,其特征在于,所述孔洞区域包括与所述胚体区域间隔设置的支撑区域,以及设置所述胚体区域和所述支撑区域之间的隔离区域,所述步骤b还包括:在所述支撑区域喷涂支撑材料,在所述隔离区域喷涂隔离材料。
3.如权利要求2所述的3D打印方法,其特征在于,所述支撑材料采用所述胚体材料。
4.如权利要求1所述的3D打印方法,其特征在于,所述目标模胚的本体中倾斜角小于或等于50°的悬挂部分所覆盖的孔洞区域中的部分为隔离材料打印区。
5.如权利要求1所述的3D打印方法,其特征在于,在步骤b中,所述隔离材料喷涂为网格状或迂回状。
6.如权利要求1所述的3D打印方法,其特征在于,将目标模胚所覆盖的空间沿所述目标模胚的高度方向分为多层胚片空间。
7.如权利要求6所述的3D打印方法,其特征在于,在步骤c中,自下而上重复步骤b。
8.如权利要求1至7任一项所述的3D打印方法,其特征在于,所述3D打印采用多喷嘴打印,所述胚体材料和所述隔离材料分别从不同的喷嘴中出料。
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