CN111086233A - 一种3d打印拼接成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种3D打印拼接成形方法，包括：将整体模型划分为多个子部件，且相邻两个子部件的分割处设置有拼接结构；分别打印多个子部件；对已打印的多个子部件进行拼接，相邻两个子部件通过拼接结构进行拼接；在拼接成形的整体部件的拼接处采用胶材粘接，并采用激光熔融方法对拼接缝隙进行修整。本发明实施例解决了现有对全尺寸模型的打印，对于打印机的尺寸有较高要求，增加制造成本，以及付出很大的时间成本等问题。

Description

一种3D打印拼接成形方法
技术领域
本申请涉及但不限于3D打印技术领域，尤指一种3D打印拼接成形方法。
背景技术
3D打印技术作为一种快速成型技术，在制造业中被广泛使用，主要用于打印制造零部件。其中，光固化3D打印技术凭借其较快的成型速度和易于操作的特点，使得其在航空领域得到广泛应用。
然而，对于全尺寸模型，如飞机全机缩比模型，由于机器打印池尺寸范围的限制，目前只能通过选取更大的打印池来进行制造，因此，对于打印机的尺寸有较高要求，增加制造成本。同时，大尺寸模型会大大增加打印时间，在一台大型打印机上完成一件全机缩比模型将付出很大的时间成本。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种3D打印拼接成形方法，以解决现有对全尺寸模型的打印，对于打印机的尺寸有较高要求，增加制造成本，以及付出很大的时间成本等问题。
本发明实施例提供一种3D打印拼接成形方法，包括：
将整体模型划分为多个子部件，且相邻两个子部件的分割处设置有拼接结构；
分别打印所述多个子部件；
对已打印的多个子部件进行拼接，所述相邻两个子部件通过所述拼接结构进行拼接；
在拼接成形的整体部件的拼接处采用胶材粘接，并采用激光熔融方法对拼接缝隙进行修整。
可选地，如上所述的3D打印拼接成形方法中，所述将整体模型划分为多个子部件，包括：
根据所述整体模型的尺寸和结构特点，将所述整体模型的划分为多个子部件。
可选地，如上所述的3D打印拼接成形方法中，所述分别打印所述多个子部件，包括：
采用小尺寸打印机分别打印所述多个子部件。
可选地，如上所述的3D打印拼接成形方法中，所述拼接结构为：相邻两个子部件的拼接处设置的U型子母槽。
可选地，如上所述的3D打印拼接成形方法中，所述在拼接成形的整体部件的拼接处采用胶材粘接，包括：
将已打印的多个子部件在U型子母槽拼接处采用胶材粘接，所述用于粘接的胶材采用环氧树脂。
可选地，如上所述的3D打印拼接成形方法中，所述多个子部件为光固化材料部件。
可选地，如上所述的3D打印拼接成形方法中，所述采用激光熔融方法对拼接缝隙进行修整，包括：
采用激光对拼接成形的整体部件的拼接区域进行熔融和再成型处理，形成一体化的整体部件。
可选地，如上所述的3D打印拼接成形方法中，还包括：
对激光熔融后形成的一体化的整体部件的激光熔融区域进行打磨。
本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法，包括：将整体模型划分为多个子部件，且相邻两个子部件的分割处设置有拼接结构；分别打印多个子部件；对已打印的多个子部件进行拼接，相邻两个子部件通过拼接结构进行拼接；在拼接成形的整体部件的拼接处采用胶材粘接，并采用激光熔融方法对拼接缝隙进行修整。不同于一次性全尺寸整体打印的方法，本发明实施例通过将整体模型先拆解为多个子模型，分别在不同的打印机上完成打印，然后进行胶接与激光焊接，可以解决因打印机尺寸不够而不能够整体打印的问题。同时，采用多个打印机同时制作，可以大大缩短打印周期，节约制造成本和时间成本。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的一种3D打印拼接成形方法的流程图；
图2为采用本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法对整体模型进行分割的示意图；
图3为采用本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法所划分出的一种子部件的结构示意图；
图4为采用本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法进行胶接和激光熔融的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
现有技术对全尺寸模型的切割和拼接并未提供具体的拼接方法，在拼接后能否保证拼接面的平整度和强度要求都是未知数。对于模型件，若拼接面不平整，会影响其美观，对于力学试验件，若拼接面不做好拼接处理，会影响其力学性能。因此，本发明实施例提供了一种具体的拼接方法，即先采用专用胶进行粘接，然后采用激光熔融的方式进行焊接，最后再采用打磨的方式使拼接面光滑平整，既保证了模型的美观，又保证了其力学性能。
本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明实施例提供的一种3D打印拼接成形方法的流程图。本实施例提供的3D打印拼接成形方法可以包括如下步骤：
S110，将整体模型划分为多个子部件，且相邻两个子部件的分割处设置有拼接结构；
S120，分别打印多个子部件；
S130，对已打印的多个子部件进行拼接，相邻两个子部件通过拼接结构进行拼接；
S140，在拼接成形的整体部件的拼接处采用胶材粘接，并采用激光熔融方法对拼接缝隙进行修整。
可选地，本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法中，S110的实现方式可以包括：根据整体模型的尺寸和结构特点，将整体模型的划分为多个子部件，保证每个子部件尺寸小于现有打印机的最大打印尺寸，保证其能够在小尺寸打印机上单独完成打印。如图2所示，为采用本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法对整体模型进行分割的示意图。
在实际应用中，相邻两个子部件的分割处设置的拼接结构可以为：在分割面处设计的U型子母槽。如图3所示，为采用本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法所划分出的一种子部件的结构示意图，图中示意出子部件分割面出的U型子母槽。
由于S110中将整体结构分割成多个子部件，且分割保证每个子部件尺寸小于现有打印机的最大打印尺寸，保证其能够在小尺寸打印机上单独完成打印，因此，对多个子部件的打印方式可以为：采用小尺寸打印机分别打印多个子部件。可选地，打印出的多个子部件可以为光固化材料部件。在具体实施时可以采用多台机器同时打印，缩短制造周期。
基于子部件的拼接处设置为U型子母槽的结构，本发明实施例中，S130的实现方式可以为：
将已打印的多个子部件在U型子母槽拼接处采用专用胶材粘接，用于粘接的胶材可以采用环氧树脂，随后，激光熔融方法对拼接缝隙进行修整，如图4所示，为采用本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法进行胶接和激光熔融的结构示意图。
可选地，本发明实施例提供的方法中，采用激光熔融方法对拼接缝隙进行修整的实现方式，可以包括：
采用激光对拼接成形的整体部件的拼接区域进行熔融和再成型处理，形成一体化的整体部件。
可选地，本发明实施例提供的方法，还可以包括：
对激光熔融后形成的一体化的整体部件的激光熔融区域进行打磨，得到完整的3D打印全尺寸模型。
在实际操作中，打磨接缝处，使得模型光滑平整，得到完整的3D打印全尺寸模型。
本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法，不同于一次性全尺寸整体打印的方法，该方法将整体模型先拆解为多个子模型，分别在不同的打印机上完成打印，然后进行胶接与激光焊接，可以解决因打印机尺寸不够而不能够整体打印的问题。同时，采用多个打印机同时制作，可以大大缩短打印周期，节约制造成本和时间成本。
进一步地，本发明实施例提供的方法，在多个子模型拼接的时候，通过在分割面处设计U型子母槽，在拼接时可方便进行胶接，且在胶接之后可以通过激光对接缝区域进行熔融再成型，最大程度的保证了接缝区域材料的强度、刚度等力学性能。此外，在接缝处进行熔融处理之后，可对接缝处进行打磨，使接缝区域的平整光滑，保证了模型件的平整度和美观程度，又保证了其力学性能。
本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法，可以用于飞机设计中的全机缩比外形件或大型缩比试验件，同时也适用于其他大型机械结构的制造，可提高制作效率，节约时间成本。
以下通过一个具体实施示例对本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法的实现方式进行详细说明。该3D打印拼接成形方法的具体步骤包括：
步骤1，根据模型的尺寸和结构特点将其分割为若干子结构，保证每个子结构尺寸小于现有打印机的最大打印尺寸，保证其能够在小尺寸打印机上单独完成打印，同时在分割面处设计U型子母槽，如图2和图3所示；
步骤2，采用小尺寸打印机分别打印制造每个子结构，可以采用多台机器同时打印，缩短制造周期，如图3所示子结构；
步骤3，将打印好的多个子结构在U型子母槽拼接处采用专用胶水粘接，并采用激光熔融方法对拼接缝隙进行修整，如图4所示；
步骤4，打磨接缝处，使得模型光滑平整，得到完整的3D打印全尺寸模型。
本发明实施例提供的上述3D打印拼接成形方法，已在某型飞机的缩比试验件加工中得到验证和应用，用来进行全机缩比模型的3D打印，在打印过程中大大缩短了打印周期，且通过对比试验进行了验证，最大程度上保证了试验件的力学性能。本发明实施例提供的方法具有通用性强，节约时间，操作方便的特点。
本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法，解决了现有技术的两个问题：
1，本发明实施例提供的3D打印拼接成形方法，不同于一次性全尺寸整体打印的方法，将整体模型先拆解为多个子模型，分别在不同的打印机上完成打印，然后进行胶接与激光焊接，可以解决因打印机尺寸不够而不能够整体打印的问题。同时，采用多个打印机同时制作，可以大大缩短打印周期，节约制造成本和时间成本。
2，在多个子模型拼接的时候，本发明通过在分割面处设计U型子母槽，在拼接时可方便进行胶接，且在胶接之后可以通过激光对接缝区域进行熔融再成型，最大程度的保证了接缝区域材料的强度、刚度等力学性能。此外，在接缝处进行熔融处理之后，可对接缝处进行打磨，使接缝区域的平整光滑，保证了模型件的平整度和美观程度。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种3D打印拼接成形方法，其特征在于，包括：
将整体模型划分为多个子部件，且相邻两个子部件的分割处设置有拼接结构；
分别打印所述多个子部件；
对已打印的多个子部件进行拼接，所述相邻两个子部件通过所述拼接结构进行拼接；
在拼接成形的整体部件的拼接处采用胶材粘接，并采用激光熔融方法对拼接缝隙进行修整。
2.根据权利要求1所述的3D打印拼接成形方法，其特征在于，所述将整体模型划分为多个子部件，包括：
根据所述整体模型的尺寸和结构特点，将所述整体模型的划分为多个子部件。
3.根据权利要求1所述的3D打印拼接成形方法，其特征在于，所述分别打印所述多个子部件，包括：
采用小尺寸打印机分别打印所述多个子部件。
4.根据权利要求1所述的3D打印拼接成形方法，其特征在于，所述拼接结构为：相邻两个子部件的拼接处设置的U型子母槽。
5.根据权利要求4所述的3D打印拼接成形方法，其特征在于，所述在拼接成形的整体部件的拼接处采用胶材粘接，包括：
将已打印的多个子部件在U型子母槽拼接处采用胶材粘接，所述用于粘接的胶材采用环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的3D打印拼接成形方法，其特征在于，所述多个子部件为光固化材料部件。
7.根据权利要求6所述的3D打印拼接成形方法，其特征在于，所述采用激光熔融方法对拼接缝隙进行修整，包括：
采用激光对拼接成形的整体部件的拼接区域进行熔融和再成型处理，形成一体化的整体部件。
8.根据权利要求1所述的3D打印拼接成形方法，其特征在于，还包括：
对激光熔融后形成的一体化的整体部件的激光熔融区域进行打磨。
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