CN112873850B - 一种用于移除打印件上支撑结构的模具和方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种用于移除打印件上支撑结构的模具及方法。该模具包括第一子模具，所述第一子模具上设有第一凹槽；所述第一凹槽用于容纳打印件，所述第一凹槽的相关尺寸与所述打印件相适配；当所述打印件放入所述第一凹槽内时，位于打印件的外表面上的支撑结构处于所述第一凹槽外。

Description

一种用于移除打印件上支撑结构的模具和方法

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，特别涉及一种用于移除打印件上支撑结构的模具和方法。

背景技术

3D打印的技术原理是先将三维模型进行分层，然后获取每层的轮廓信息或者图像信息，并运用粉末状金属或树脂等可粘合材料通过逐层打印的方式来完成打印件的打印。

由于3D打印是将材料进行逐层固化，并层层叠加，在原理上一般要求模型的上层结构要有下层部分的支撑，以防止打印件在打印过程中由于重力作用而发生变形。但如果打印件的某些部位是悬空的，则需要设计支撑结构与打印件一起完成打印，从而支撑打印件的悬空的部分。在3D打印完成后，需要将支撑结构从打印件上移除，这个过程常通过人工操作来完成，效率较低。因此，如何高效地将支撑结构从打印件上移除，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例之一提供一种用于移除打印件上支撑结构的模具，所述模具包括第一子模具，所述第一子模具上设有第一凹槽；所述第一凹槽用于容纳打印件，所述第一凹槽的相关尺寸与所述打印件的尺寸相适配；当所述打印件放入所述第一凹槽内时，位于打印件的外表面上的支撑结构处于所述第一凹槽外。

在一些实施例中，所述模具还包括第二子模具，所述第二子模具上设有第二凹槽，当所述第二凹槽与所述第一凹槽相对设置时，所述第二凹槽能够容纳所述支撑结构；所述第一子模具上设有所述第一凹槽的第一表面具有第一表面曲率；所述第二子模具上设有所述第二凹槽的第二表面具有第二表面曲率；所述第一表面曲率与所述第二表面曲率相对应。

在一些实施例中，所述模具还包括距离调节机构，所述距离调节机构用于调节所述第一子模具和所述第二子模具之间的距离。

在一些实施例中，当所述打印件放入所述第一凹槽内时，所述打印件的外表面与所述第一子模具上设有所述第一凹槽的第一表面共面。

本申请另一实施例提供一种用于移除打印件上的支撑结构的方法，该方法包括：将打印件放入上述技术方案所述的模具的第一子模具的第一凹槽中，所述打印件的外表面上的所述支撑结构露出第一凹槽外；利用操作工具，沿着所述第一子模具上设有第一凹槽的第一表面移除所述支撑结构。

在一些实施例中，所述打印件为热固化处理后的打印件。

在一些实施例中，所述打印件的热固化处理方法包括：将待热固化处理的打印件至少部分地放入热处理介质中；至少基于所述热处理介质对所述待热固化处理的打印件进行热固化处理。

在一些实施例中，所述方法还包括：将设置在所述第一子模具中的打印件进行热固化处理。

在一些实施例中，所述模具还包括第二子模具，所述第二子模具上设有第二凹槽，当所述第二凹槽与所述第一凹槽相对设置时，所述第二凹槽能够容纳所述支撑结构；所述方法还包括：将所述第二子模具相对所述第一子模具设置，以使所述支撑结构位于所述第二凹槽中；所述利用操作工具，沿着所述第一子模具的第一表面移除所述支撑结构，包括：利用所述操作工具，沿着所述第一子模具和所述第二子模具之间的间隙移除所述支撑结构。

在一些实施例中，所述方法还包括：将设置在所述第一子模具中的打印件和设置在所述第二子模具中的支撑结构进行热固化处理。

在一些实施例中，所述方法还包括：基于所述打印件的目标形状设计所述第一凹槽的形状；在将设置在所述第一子模具中的打印件和设置在所述第二子模具中的支撑结构进行热固化处理之前，所述方法还包括：将所述第二子模具上设有第二凹槽的第二表面与所述第一子模具上设有第一凹槽的第一表面贴合。

在一些实施例中，所述模具还包括距离调节机构，所述距离调节机构用于调节所述第一子模具和所述第二子模具之间的距离；所述方法还包括：在利用所述操作工具，沿着所述第一子模具和所述第二子模具之间的间隙移除所述支撑结构之前，调节所述第一子模具和所述第二子模具之间的距离。

在一些实施例中，所述方法还包括：对移除所述支撑结构后的所述打印件的外表面进行打磨。

附图说明

本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本申请一些实施例所示的模具的结构示意图；

图2是根据本申请一些实施例所示的模具的结构示意图；

图3是根据本申请一些实施例所示的移除打印件上支撑结构的方法的流程图；

图4是根据本申请一些实施例所示的移除打印件上支撑结构的方法的流程图。

附图标记说明：100为模具；110为第一子模具；120为第二子模具；111为第一凹槽；121为第二凹槽；112为第一表面；122为第二表面；510为打印件；520为支撑结构；210为螺杆；220为通孔；230为螺纹孔。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

在3D打印过程中，为了防止打印件受到重力作用而发生变形，通常需要为打印件构建支撑结构来对打印件进行支撑。其中，支撑结构可以基于打印件进行设计并与打印件一同进行3D打印。3D打印完成后，则需要将支撑结构从打印件上移除。在一些实施例中，支撑结构的移除过程可以通过人工操作来完成。例如，工人可以用手或借助工具(例如，剪刀、镊子等)直接将支撑结构从打印件上移除。然而，通过人工操作来完成支撑结构的移除，工作效率较低，并且可能会难以将支撑结构彻底从打印件上移除。

本申请实施例提供一种用于移除打印件上支撑结构的模具和方法，用于移除打印件上支撑结构的模具具有与打印件适配的第一凹槽，第一凹槽容纳打印件并使得支撑结构位于第一凹槽外，在将包括支撑结构的打印件放入模具内后，可以利用操作工具将支撑结构从打印件上移除。一方面，用于移除打印件上支撑结构的模具可以使得操作工具方便地将露出第一凹槽外的支撑结构移除，在移除支撑结构的过程中减少人工操作，从而提高效率并节省人工成本。另一方面，模具与操作工具配合使用，相较于人工操作，可以减少3D打印件上支撑结构的残留。当打印件放入所述第一凹槽内，打印件的外表面与第一子模具上设有第一凹槽的表面共面时，可以使用操作工具沿着该表面移除支撑结构，可以更加准确地移除支撑结构，提高支撑结构的移除效率。再一方面，当打印件需要进行后续的热处理(如热固化)时，模具还可以在热处理过程为打印件提供支撑，防止模具在热处理过程中发生变形。

图1是根据本申请一些实施例所示的模具的结构示意图。如图1所示，模具100可以包括第一子模具110，第一子模具110上设有第一凹槽111。第一凹槽111的相关尺寸与打印件510从尺寸相适配，以便于打印件510可以放入第一凹槽111内。并且当打印件510放入第一凹槽111时，位于打印件510的外表面上的支撑结构520处于第一凹槽111外。

在一些实施例中，第一凹槽111的相关尺寸与打印件510的尺寸相适配可以理解为第一凹槽111的尺寸和形状(又称为第一凹槽111的空间形状)可以与打印件510的尺寸和形状对应，以保证打印件510能够部分或全部地放入第一凹槽111内，并使得打印件510外表面上的支撑结构520能够处于第一凹槽111外。例如，当打印件510为长方体时，第一凹槽111可以为矩形凹槽。又例如，第一凹槽111的尺寸可以略大于或等于打印件510的尺寸；当打印件510为长方体时，第一凹槽111的相关尺寸可以包括长度、宽度以及深度，其分别对应于打印件510的长度、宽度以及高度(或厚度)。此时，第一凹槽111的长度、宽度以及深度可以对应地略大于或等于打印件510的长度、宽度以及高度(或厚度)。还例如，当打印件510为不规则形状时，第一凹槽111具有与该不规则形状相同或基本相同的空间形状。

在一些实施例中，第一凹槽111可以开设于第一子模具110的第一表面112上，当打印件510放入第一凹槽111时，打印件510具有支撑结构520的外表面与第一子模具110上开设有第一凹槽111的第一表面112共面或基本平齐。共面可以理解为打印件510具有支撑结构520的外表面与第一子模具110上开设有第一凹槽111的第一表面112可以共同形成一个表面(例如，平面或曲面)。通过使打印件510具有支撑结构520的外表面与第一子模具110上开设有第一凹槽111的第一表面112共面，在将打印件510放入模具100中以移除(例如，切割)支撑结构520时，能够有效地限定切割的加工路线，从而避免出现多切或少切的情况，提高了支撑结构移除的效率和准确性。基本平齐可以理解为打印件510具有支撑机构520的外表面与第一子模具110上开设有第一凹槽111的第一表面112之间的高度差较小(如小于1cm或小于3cm)。例如，打印件510具有支撑结构520的外表面也可以略低于第一表面112。

在另一些实施例中，打印件510具有支撑结构520的一部分外表面可以与第一子模具110上开设有第一凹槽111的第一表面112共面，而打印件510不具有支撑结构520的另一部分外表面的则可以位于第一凹槽111外或第一凹槽111内。例如，支撑结构520仅位于打印件510的外表面的部分区域上，而该外表面的其余部分不具有支撑结构520。具有支撑结构520的一部分外表面的曲率与不具有支撑结构520的另一部分外表面的曲率可以不同。具有支撑结构520的一部分外表面与第一表面112的曲率相同，而不具有支撑结构520的另一部分外表面与第一表面112的曲率不同。可以理解地，当打印件510的外表面或一部分外表面与第一表面112曲率相同时，说明打印件510的外表面或一部分外表面与第一表面112平行，而当打印件510的另一部分外表面与第一表面112的曲率不同时，说明打印件510的另一部分外表面与第一表面112不平行。在设计模具100时，如果打印件510的整个外表面为具有变化曲率的曲面时，可以无需将第一子模具110的第一表面112设计为与打印件510的整个外表面共面，仅需与具有支撑结构520的一部分外表面共面即可，在提高支撑结构移除的效率和准确性的同时，还可以降低模具100的设计和制造难度。

在一些实施例中，可以根据打印件510的3D模型构建出第一子模具110的3D模型。其中，第一凹槽111的形状可以按照打印件510的3D模型来构建。然后，基于第一子模具110的3D模型，可以通过注塑成型、铸造、3D打印等方式来制造第一子模具110。在一些实施例中，第一子模具110可以与打印件510同时进行3D打印。可以理解地，第一子模具110还可以通过其他方法制作而成，本申请中一个或多个实施例对此不作限定。

图2是根据本申请一些实施例所示的模具的结构示意图。如图2所示，模具100可以包括第一子模具110和第二子模具120。其中，第二子模具120上设有第二凹槽121，当第二凹槽121与第一子模具110的第一凹槽111相对设置时，第二凹槽121能够容纳支撑结构520。

在一些实施例中，第一子模具110上设有第一凹槽111的第一表面112具有第一表面曲率，第二子模具120上设有第二凹槽121的第二表面122具有第二表面曲率，并且第一表面曲率和第二表面曲率相对应。第一表面曲率和第二表面曲率相对应可以理解为第一表面曲率和第二表面曲率的绝对值相同。即，也就是说第一表面112和第二表面122的弯曲程度相同，且第一表面112和第二表面122在相对设置的情况下能够完全贴合。通过这样的设置，可以使得第二凹槽121与第一凹槽111相对设置时，第一表面112可以与第二表面122之间的间隙在各处的宽度均保持一致，可以便于使用操作工具(如激光切割工具)沿间隙对支撑结构进行切割。

在一些实施例中，第一表面曲率或第二表面曲率可以与打印件510具有支撑结构520的外表面的曲率相同或基本相同。基本相同可以理解为二者之间的差距在5％以内，或3％以内，或1％以内。

在一些实施例中，第一表面112的部分区域与第二表面122的部分区域的曲率相对应。也就是说，第一表面112和第二表面122在相对设置的情况下能够部分贴合。优选地，与第二表面122的部分区域的曲率相对应的上述第一表面112的部分区域可以包含第一凹槽111的开口。在另一些实施例中，第一表面112的曲率可以与第二表面122的曲率不完全对应。例如，第一表面112的曲率可以与初步成型的打印件510的具有支撑结构520的外表面的曲率相同，而第二表面的曲率可以与打印件10的具有支撑结构520的外表面的目标曲率相对应。通过这样的设置，可以使得打印件10的具有支撑结构520的表面被进一步定型。

在一些实施例中，第二凹槽121的尺寸和形状可以基于支撑结构520的尺寸和形状来设计的。例如，第二凹槽121的空间形状可以与支撑机构520的形状相同或基本相同。第二凹槽121的尺寸可以略大于支撑结构520的尺寸，以使得支撑结构520可以被完全容纳在第二凹槽121中。

在一些实施例中，可以根据打印件510的3D模型构建出支撑结构520，然后再基于打印件510和支撑结构520的3D模型来构建第一子模具110和第二子模具120的3D模型。然后，基于第一子模具110和第二子模具120的3D模型，可以通过注塑成型、铸造、3D打印等方式来制造第一子模具110和第二子模具120。在一些实施例中，第一子模具110以及第二子模具120可以与打印件510同时进行3D打印。可以理解地，第一子模具110和第二子模具120还可以通过其他方法制作而成，本申请中一个或多个实施例对此不作限定。

在一些实施例中，模具100可以包括距离调节机构，距离调节机构用于调节第一子模具110和第二子模具120之间的距离。第一子模具110和第二子模具120之间的距离可以理解为第一表面112和第二表面122之间的距离。如图2所示，在一些实施例中，距离调节机构可以包括螺杆210、设置在第二子模具120上的通孔220以及设置在第一子模具110上的螺纹孔230，螺纹孔230能够与螺杆210匹配。螺杆210能够穿过通孔220，并且螺杆210不会相对第二子模具120沿着通孔220的轴向运动，但能够绕着通孔220的轴向转动。例如，通孔220中可以安装有与螺杆210匹配的轴承(图中未示出)和轴向限位机构。当第一凹槽111和第二凹槽121相对设置时，螺杆210与轴承装配，轴承可以保证螺杆210在通孔220内绕其轴向转动，而轴向限位机构可以进一步阻止螺杆210相对第二子模具120沿通孔220轴向运动。螺杆210穿过通孔220的一端可以伸入螺纹孔230内，当螺杆210转动时，螺杆210与第二子模具120不会发生轴向的相对移动，螺杆210伸入螺纹孔230内的长度发生变化，从而实现第二子模具120与第一子模具110之间的距离调节。

在另一些实施例中，通孔220可以是与螺杆210匹配的螺纹通孔。在另一些实施例中，螺纹孔230可以替换为安装有与螺杆210匹配的轴承的沉孔。例如，螺杆210的一端穿过螺纹通孔并与沉孔中的轴承装配，螺杆210可以在沉孔中绕沉孔的轴向转动，而不会发生轴向移动，由于螺纹通孔与螺杆210的配合，在螺杆210转动的过程中可以使得第二子模具120可以沿螺杆210的轴向运动，从而实现第二子模具120与第一子模具110之间的距离调节。

在又一些实施例中，第一子模具上110上可以固定有支撑杆，支撑杆上间隔设置有多个卡槽，第二子模具120上设有调节孔和弹片。支撑杆可以插入调节孔内，且弹片可以卡在卡槽上。当需要调节第一子模具110和第二子模具120之间的距离时，可以拉动弹片而使得弹片不再卡在卡槽内，以使得第二子模具120可以沿着支撑杆相对第一子模具110移动。当第一子模具110和第二子模具120之间的距离调节到合适的距离后，松开弹片，弹片可以在弹性回复力作用下卡入另一卡槽内，以阻碍第二子模具120继续沿着支撑杆移动。

在一些实施例中，距离调节机构可以包括多个螺杆210、多个通孔220以及多个螺纹孔230，以保证在调节第二子模具120与第一子模具110之间的距离时，二者的各部分之间的相对距离能够同步地变化。在一些实施例中，当第一子模具110和/或第二子模具120均为矩形时，螺杆210、通孔220和螺纹孔230的数量可以均是4个，一个螺杆210、一个通孔220和一个螺纹孔230可以形成一个调节组件，则4个调节组件可以分别设置在矩形的四个角上。在另一些实施例中，螺杆210、通孔220和螺纹孔230的数量还可以是其他值，如2个、6个等。仅作为示例，当第一子模具110和/或第二子模具120均圆形时，螺杆210、通孔220和螺纹孔230的数量可以均是6个，一个螺杆210、一个通孔220和一个螺纹孔230可以形成一个调节组件，则6个调节组件可以沿着圆形的周向等间隔布置。

在本实施例中，当借助模具100来移除打印件510上的支撑结构520时，使用距离调节机构可以调节第一子模具110和第二子模具120之间的距离，该距离可以针对移除支撑结构的不同的操作工具来设置，为操作工具提供操作空间。例如，使用线切割、激光切割等方式移除支撑结构时，第一子模具110和第二子模具120之间的距离可以对应各个切割方式提供相应的切割空间，并限定了切割的加工路线，而无需对切割的加工路线进行额外的设计，从而避免出现多切或者少切的情况。

当打印件510是3D打印的打印件时，在3D打印完成后，打印件510的形状可能与期望打印的产品形状(又称为打印件510的目标形状)有一定的偏差。例如，使用光敏树脂进行3D打印时，光敏树脂需要进行多重固化。仅作为示例，光敏树脂可以先进行光固化，再进行热固化；或者光敏树脂可以进行多重光固化。首次光固化后的打印件510(即上文所述的初步成型的打印件510)较软，将光固化后的打印件510放入模具100中，再将放有打印件510的模具100进行后固化处理(如热处理或进一步光固化处理)，可以使得打印件510的完成固化定型。在打印件510进行后固化处理(如热固化)的过程中，第一子模具110和第二子模具120还可以对打印件510起到额外定型的作用。具体地，由于第一凹槽111的形状可以基于打印件510的3D模型来设计，所以第一凹槽111的空间形状可以与打印件510的最终产品形状(又称为目标形状)相同或基本相同。通过距离调节机构来控制第二子模具120朝向第一子模具110移动而使得第二表面122与第一表面112贴合，以使得第二子模具120可以通过第二表面122向打印件510施加压力，在压力的作用下，在进行后固化处理的过程中，第一凹槽111也能够进一步约束打印件510的形状，使其符合期望的打印产品的形状。仅作为示例，第一凹槽111的底面可以具有预设的曲率，在将光固化后的打印件510放入第一子模具110中并通过第二子模具120向打印件510施加压力，后固化处理成型后的打印件510的与第一凹槽111的底面接触的表面可以具有与第一凹槽111的底面相同的曲率。或者，第一凹槽111的底面上可以具有花纹，后固化处理成型后的打印件510的与第一凹槽111的底面接触的表面可以具有与第一凹槽111的底面相同的花纹。

此外，在进行后固化处理的过程中，打印件510被放入第一凹槽111内，当第一表面112的曲率与初步成型的打印件510的具有支撑结构520的外表面的曲率相同，而第二表面122的曲率与打印件10的具有支撑结构520的外表面的目标曲率相对应时，可以利用距离调节机构将第二子模具120靠近第一子模具110，在第二子模具120的第二表面122的作用下，可以使得后固化处理成型后的打印件510的具有支撑结构520的外表面的被定型为目标曲率。

在一些实施例中，当打印件510在模具100中进行后固化处理(如热固化)时，第一子模具110可以对打印件510进行支撑，以避免打印件510发生变形，关于第一子模具110在热固化过程中对打印件510进行支撑的相关描述，请参见图3和图4的相关描述。

在一些实施例中，为了避免打印件510在模具100中进行热固化后，打印件510粘附在第一子模具110的第一凹槽111中，第一凹槽111的内表面可以设置有防粘涂层(如聚四氟乙烯涂层)，以便于打印件510从第一凹槽111中取出。在一些实施例中，第二子模具120的第二凹槽121的内表面也可以设置有防粘涂层。

本申请还提供一种移除打印件上支撑结构的方法，其通过使用图1或图2所示的模具来实现打印件上支撑结构的移除。图3是根据本申请一些实施例所示的移除打印件上支撑结构的方法的流程图。如图3所示，移除打印件上支撑结构的方法300可以包括以下步骤：

步骤310，将打印件510放入模具100的第一子模具110的第一凹槽111内，并使得打印件510的外表面上的支撑结构520露出第一凹槽111外。

在一些实施例中，打印件510具有支撑结构520的外表面的至少一部分可以与第一子模具110上开设有第一凹槽111的第一表面112共面。关于模具100的更多描述，请参见图1和图2的相关描述。

在一些实施例中，打印件510包括通过3D打印方式获得的打印产品。3D打印方式包括但不限于熔融沉积成型、激光烧结成型、光固化打印成型等。当打印件510是光固化打印的打印件时，由于光固化打印(例如，光固化3D打印)后，打印件510的硬度可能较低，或者打印件510仍有一部分处于未完全固化状态(例如，液体状态、固液混合状态)，使得打印件510(或其某一部分)未最终成型，打印件510易发生变形。因此，可能需要进一步对打印件510进行后固化处理，例如，可以将打印件510进行热固化或进一步光固化处理后，以获得期望的打印产品。下文中将以热固化处理为例进行说明。

在一些实施例中，放入第一子模具110的第一凹槽111内的打印件510可以为热固化处理后的打印件。热固化处理可以理解为对打印件进行加热，如可以将打印件加热到120℃、130℃等温度。在一些实施例中，可以直接在3D打印(如光固化打印)后对打印件510进行加热处理以获取热固化处理后的打印件。

在对打印件510进行热固化处理之前，由于未最终成型的打印件510的硬度可能较低，结构也较为疏松，导致未最终成型的打印件510或其部分(尤其是位于打印件510底部的部分)在热固化过程中没有足够的强度支撑打印件510自身，使得未最终成型的打印件在热固化过程中发生变形，从而影响最终打印产品的形状。在一些实施例中，可以将待热固化处理的打印件510至少部分(例如，未最终成型的部分)地放入热处理介质中，然后至少基于热处理介质对待热固化处理的打印件510进行热固化处理。当待热固化处理的打印件510放入热处理介质中时，通过对热处理介质和待热固化处理的打印件510进行加热来完成待热固化处理的打印件510的热固化处理，其中，热处理介质能够提供约束力对待热处理固化的打印件510中未最终成型的部分进行支撑，以防止打印件510未最终成型的部分在热固化处理过程中发生变形。在一些实施例中，热处理介质可以包括水、盐水、矿物油、熔盐等。

在一些实施例中，为了防止未最终成型的打印件510在热固化处理过程发生变形，可以对将设置在第一子模具110中的打印件510进行热固化处理，即先将3D打印完成后的打印件510放入第一子模具110中，再将打印件510同第一子模具110一起进行加热处理。第一子模具110的第一凹槽111可以限定打印件510的形状，对未最终成型的打印件510的未最终成型部分进行支撑，从而防止未最终成型的打印件510在自身重力作用下发生变形。在本实施例中，通过将未最终成型的打印件510放入模具100再进行热固化处理，可以避免未最终成型的打印件510在热固化处理过程发生变形，而无需使用热处理介质，节约了成本，提高了热固化处理的效率。

步骤320，利用操作工具，沿着第一子模具110上设有第一凹槽111的第一表面112移除支撑结构。

切割的加工路线可以由第一表面来确定。例如，加工路线可以与第一表面平行或基本平行。参见图1，在一些实施例中，操作工具可以沿着如图1所示的箭头A方向(或箭头A方向的相反方向)贴合第一表面112以对支撑结构520进行移除，其中，箭头A方向可以与第一表面112平行。在一些实施例中，由于打印件510位于第一凹槽111内，并且打印件510具有支撑结构520的外表面的至少一部分可以与第一子模具110的第一表面112共面，所以并不会出现操作工具误将部分打印件移除的情况。在一些实施例中，操作工具可以包括线切割机、激光切割机、水刀切割机等。此外，线切割机、激光切割机、水刀切割机等可以进行数控操作，以便于实现将支撑结构520进行自动移除。在移除支撑结构520之前，可以根据打印件510和/或第一子模具110提前设计好切割的加工路线，其中，切割的加工路线与第一表面112平行并且可以沿第一表面112对支撑结构520进行切割，从而可以一次性移除支撑结构520，而不会出现少切的情况。

在一些实施例中，在移除支撑结构520后，打印件510的外表面上可能不平整(如可能残留有少量支撑机构520)，因此，在将支撑结构520移除后，可以使用锉刀、砂纸等工具对打印件510原先具有支撑结构的外表面进行打磨，以去除残留在该外表面上的支撑结构520，从而避免残留的支撑结构520影响打印件510的美观性和正常使用。

图4是根据本申请一些实施例所示的移除打印件上支撑结构的方法。移除打印件上的支撑结构的方法400可以通过图2所示的模具100来实现。其中，模具100不仅可以包括第一子模具110，还可以包括第二子模具120，第二子模具120上设有第二凹槽121；当第二凹槽121与第一凹槽111相对设置时，第二凹槽121能够容纳支撑结构520。

在一些实施例中，第一子模具110的设有第一凹槽111的第一表面112具有第一表面曲率，第二子模具120的设有第二凹槽121的第二表面122具有第二表面曲率。并且，第一表面曲率与第二表面曲率相对应。第一表面曲率和第二表面曲率的说明请参见上文关于图2的相关说明。当第二凹槽121与第一凹槽111相对设置时，第二凹槽121能够容纳支撑结构520，并且第一表面112可以与第二表面122之间的间隙在各处的宽度均保持一致，可以便于使用操作工具(如切割工具)沿该间隙对支撑结构进行切割。此外，当第一表面曲率与第二表面曲率相对应时，第一表面112和第二表面122相对设置时可以完全贴合。在另一些实施例中，第一表面112的部分区域与第二表面122的部分区域的曲率相对应。也就是说，第一表面112和第二表面122在相对设置的情况下能够部分贴合。可以理解的是，方法400是对方法300的进一步改进，方法400可以包括方法300的部分或全部内容。如图4所示，方法400可以包括以下步骤：

步骤410，将打印件510放入模具100的第一子模具110的第一凹槽111中，打印件510的外表面上的支撑结构520露出第一凹槽111外，并将第二子模具120相对第一子模具110设置，以使支撑结构520位于第二凹槽121中。

当打印件510是光固化打印的打印件时，由于光固化打印(例如，光固化3D打印)完成后，打印件510可能未最终成型，因此，需要进一步对打印件510进行热固化处理，使打印件510具有较高的硬度或使其未完全固化的部分完全固化，从而使打印件510不再发生变形，以最后获得最终的打印产品。在一些实施例中，可以先将未最终成型的打印件510先进行热固化处理后再放入模具100中。在另一些实施例中，可以将未最终成型的打印件(或其部分)放入热处理介质中进行热固化处理后再放入模具100中，其中，热处理介质可以提供约束力对未最终成型的打印件510(或其部分)在热固化处理过程中进行支撑，防止其变形。

在又一些实施例中，可以通过模具100对未最终成型的打印件进行支撑。具体地，可以将设置在第一子模具110中的打印件510和设置在第二子模具120中的支撑结构520进行热固化处理。其中，第一子模具110的第一凹槽111的形状可以是基于打印件510的目标形状来设计的，例如，第一凹槽111的形状可以基于打印件510的3D模型来设计。第一凹槽111的空间形状可以与打印件510的目标形状相同或基本相同，并且第一表面112与打印件510具有支撑结构520的外表面可以共面。在热固化处理过程中，第一凹槽111限定了打印件510的形状，能够对未最终成型的打印件510(或其部分)进行支撑，从而可以防止未最终成型的打印件510(或其部分)发生变形。

在一些实施例中，由于光固化打印后，所获得的打印件510可能因为硬度较低或未完全固化而未最终成型，不符合打印件510的目标形状。因此，可以通过第一子模具110和第二子模具120可以对打印件510进行额外定型，即，将设置在第一子模具110中的打印件510和设置在第二子模具120中的支撑结构520共同进行热固化处理可以在热固化过程中对打印件510的形状进行改变，使其符合打印件510的目标形状。具体地，可以通过将第二子模具120的第二表面122与第一子模具110的第一表面112贴合，第二子模具120的第二表面122的第二凹槽121的开口以外的部分能够与第一表面112和打印件510贴合，使第二子模具120的第二表面122能够向打印件510施加压力(如图2中的向下方向的压力)，可以限制打印件510在热处理过程中的形变(如图2中向上方向的形变)。由于第一凹槽111的形状是基于打印件510的目标形状来设计的，第一凹槽111具有与打印件510的目标形状相同或基本相同的空间形状，在第二子模具120的压力的作用下，打印件510可以在第一凹槽111内发生变形，而第一凹槽111可以约束打印件510变形后的形状，从而使打印件510符合其目标形状。例如，第一凹槽111的底面可以具有预设的曲率，在将未最终成型的打印件510放入第一子模具110中并通过第二子模具120向该打印件施加压力，热固化后的打印件510的与第一凹槽111的底面接触的表面可以具有与第一凹槽111的底面相应的曲率。或者，第一凹槽111的底面上可以具有花纹，热固化后的打印件510的与第一凹槽111的底面接触的表面可以具有与第一凹槽111的底面相同的花纹。又例如，第一表面112的曲率可以与初步成型的打印件510的具有支撑结构520的外表面的曲率相同，而第二表面的曲率可以与打印件10的具有支撑结构520的外表面的目标曲率相对应，可以利用距离调节机构将第二子模具120靠近第一子模具110，从而使得后固化处理成型后的打印件510的具有支撑结构520的外表面的被定型为目标曲率。

在一些实施例中，上述将第二子模具120的第二表面122与第一子模具110的第一表面112贴合可以通过使第二子模具120朝向第一子模具110移动来实现。具体地，模具100还可以包括距离调节机构，距离调节机构可以用于调节第一子模具110和第二子模具120之间的距离，使得第二子模具120能够朝向或远离第一子模具110运动。当距离调节机构使第二子模具120朝向第一子模具110运动并直到第一子模具110与第二子模具120之间的距离为0时，第一表面112和第二表面122贴合，此时第二子模具120的第二表面122可以向打印件510施加压力，以实现打印件510的额外定型。关于模具100及其距离调节机构的更多描述可以在本申请其他地方(例如，图2及相关描述)找到。

在一些实施例中，当通过模具100完成打印件510的热处理后，可以通过距离调节机构使第二子模具120远离第一子模具110运动，以此增大第一子模具110和第二子模具120之间的距离，使第一表面112和第二表面122之间存在间隙，以便于使用操作工具对支撑结构进行移除(即步骤420)。

步骤420，利用操作工具，沿着第一子模具110和第二子模具120之间的间隙移除支撑结构520。

具体地，操作工具可以沿着如图2所示的箭头B方向(或箭头B的相反方向)来移除支撑结构520。关于操作工具的相关描述可以参考方法300中的操作320，在此不再赘述。

在一些实施例中，第一表面112和第二表面122之间的间隙为操作工具提供移除支撑结构520的操作空间，此外，当使用线切割机、激光切割机、水刀切割机等来切割支撑结构时，第一表面112和第二表面122之间的间隙还能限制切割的加工路线，使加工路线与第一表面112平行，从而使切割基本可以沿第一表面112进行，而不会出现多切或少切的情况，并且使切割的加工路线无需基于打印件或模具来进行设计，操作工具中的切割工具(例如，线切割机的金属线、激光切割机的激光、水刀切割机的水刀)仅需在第一表面112和第二表面122之间的间隙中沿图2所示的箭头B方向(或箭头B的相反方向)进行运动，便能充分地将支撑结构520移除，使得移除支撑结构的操作更加简单方便。

在一些实施例中，不同的操作工具在移除支撑结构520时需要的操作空间可能不相同，因此可以在利用操作工具沿着第一子模具110的第一表面112和第二子模具120的第二表面122之间的间隙移除支撑结构520之前，可以通过距离调节机构调节第一子模具110和第二子模具120之间的距离来调整第一表面112和第二表面122之间的间隙，从而为不同的操作工具提供合适的操作空间。

本申请实施例的用于移除打印件上的支撑结构的方法可能带来的有益效果包括但不限于：(1)通过使用模具来配合操作工具移除打印件上的支撑结构，可以部分或全部地代替人工操作移除支撑结构，提高了移除支撑结构的效率，减少了人工成本；(2)将打印件(如光固化后还较软的打印件)放入模具中进行热固化时，模具可以对打印件进行支撑，可以防止打印件在热固化过程中变形，影响打印件的最终产品形状；(3)可以通过模具对打印件在热处理过程中进行额外定型，使得打印件符合其目标形状。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (12)

1.一种用于移除打印件上支撑结构的模具，其特征在于，所述模具包括第一子模具和第二子模具，所述第一子模具上设有第一凹槽；所述第一凹槽用于容纳打印件，所述第一凹槽的相关尺寸与所述打印件的尺寸相适配；所述第二子模具上设有第二凹槽；当所述打印件放入所述第一凹槽内时，位于打印件的外表面上的支撑结构处于所述第一凹槽外；

当所述第二凹槽与所述第一凹槽相对设置时，所述第二凹槽能够容纳所述支撑结构；

所述第一子模具上设有所述第一凹槽的第一表面具有第一表面曲率；所述第二子模具上设有所述第二凹槽的第二表面具有第二表面曲率；所述第一表面曲率与所述第二表面曲率相对应，所述第一表面与所述第二表面之间的间隙在各处的宽度均保持一致。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述模具还包括距离调节机构，所述距离调节机构用于调节所述第一子模具和所述第二子模具之间的距离。

3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，当所述打印件放入所述第一凹槽内时，所述打印件的外表面与所述第一子模具上设有所述第一凹槽的第一表面共面。

4.一种用于移除打印件上的支撑结构的方法，其特征在于，包括：

将打印件放入权利要求1所述的模具的第一子模具的第一凹槽中，所述打印件的外表面上的所述支撑结构露出第一凹槽外；

利用操作工具，沿着所述第一子模具上设有第一凹槽的第一表面移除所述支撑结构。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述打印件为热固化处理后的打印件。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述打印件的热固化处理方法包括：

将待热固化处理的打印件至少部分地放入热处理介质中；

至少基于所述热处理介质对所述待热固化处理的打印件进行热固化处理。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将设置在所述第一子模具中的打印件进行热固化处理。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述模具还包括第二子模具，所述第二子模具上设有第二凹槽，当所述第二凹槽与所述第一凹槽相对设置时，所述第二凹槽能够容纳所述支撑结构；

所述方法还包括：

将所述第二子模具相对所述第一子模具设置，以使所述支撑结构位于所述第二凹槽中；

所述利用操作工具，沿着所述第一子模具的第一表面移除所述支撑结构，包括：

利用所述操作工具，沿着所述第一子模具和所述第二子模具之间的间隙移除所述支撑结构。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将设置在所述第一子模具中的打印件和设置在所述第二子模具中的支撑结构进行热固化处理。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述打印件的目标形状设计所述第一凹槽的形状；

在将设置在所述第一子模具中的打印件和设置在所述第二子模具中的支撑结构进行热固化处理之前，所述方法还包括：

将所述第二子模具上设有第二凹槽的第二表面与所述第一子模具上设有第一凹槽的第一表面贴合。

11.如权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述模具还包括距离调节机构，所述距离调节机构用于调节所述第一子模具和所述第二子模具之间的距离；

所述方法还包括：

在利用所述操作工具，沿着所述第一子模具和所述第二子模具之间的间隙移除所述支撑结构之前，调节所述第一子模具和所述第二子模具之间的距离。

12.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对移除所述支撑结构后的所述打印件的外表面进行打磨。

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