CN113649591A - 一种金属/陶瓷粉末烧结分区的3d打印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于零部件制备技术领域，提供了一种金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法。所述方法包括：获取目标零件的三维模型；根据目标零件的外轮廓偏置曲面和所述三维模型，对所述目标零件构建具有支撑区和填充区的打印模型；通过所述打印模型，对所述支撑区和填充区依次逐层打印。制得的坯样经过更简短的脱脂工序和烧结工序，能得到致密度更高，力学性能更优的零件。本发明还解决因成形方法的改变所带来的坯样结构强度的减弱问题，以及脱脂去除粘结剂后结构疏松易崩塌等问题。
Description
技术领域
本发明属于零部件制备技术领域，提供了一种金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方 法。
背景技术
3D打印体系中，金属3D打印技术，最为前沿和最具潜力的技术。主流金属3D打印技术中，需配备激光、电子束等高能束热源将金属粉末熔化，零件成形环境要求高，设备造 价和制造成本居高不下。直接采用金属与高分子材料混合的金属浆料沉积成形技术(CN103801697A)和对金属粉末层进行选择性粘结剂微喷射成形技术(US5766304A)能够 制备金属粉末与高分子粘结剂混合的坯样，再经过脱脂工序去除粘结剂，烧结工序将金属 粉末进行烧结，能够以较低的制造成本获得金属零件。
上两种依赖粘结剂成形坯样的金属粉末烧结的3D打印技术，不可避免的需要体积占 比40％-60％的高分子材料粘结剂；坯样中高含量的高分子材料粘结剂使得后续的脱脂工艺 需要花费很长的时间将其去除，脱脂时间与零件的厚度成正相关；而必需的粘结剂组成也 使得最终烧结所得的金属零件出现较大的收缩，且孔隙较多，导致这类型的工艺难以制备 力学性能优良的高致密度零件。
综上，急需一种打印方法以解决现有粘结剂的使用带来的脱脂工序费时问题和烧结工 序后零件易崩塌的问题。
发明内容
本申请提供了一种金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，以解决现有粘结剂的使用 带来的脱脂工序费时问题和烧结工序后零件易崩塌的问题。
用于实现上述目的的技术方案如下：
一种金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标零件的三维模型；
根据目标零件的外轮廓偏置曲面和所述三维模型，对所述目标零件构建具有外壳、内 部支架和填充区的打印模型；
通过所述打印模型，对所述外壳、内部支架和填充区依次逐层打印。
可选的，所述支撑区包括外壳和内部支架。
可选的，若所述目标零件为金属材质，所述外壳的打印材料为第一金属打印材料和粘 结剂，所述内部支架的打印材料包括第二金属打印材料和粘结剂，所述填充区的打印材料 包括第三金属打印材料。
若所述目标零件为陶瓷材质，所述外壳的打印材料包括第一陶瓷打印材料和粘结剂， 所述内部支架的打印材料包括第二陶瓷打印材料和粘结剂，所述填充区的打印材料为第三 陶瓷打印材料。
可选的，所述第一金属打印材料、所述第二金属打印材料和所述第三金属打印材料均 包括：一种或多种金属元素的纯金属、合金和金属基复合材料中任意一种；
所述第一陶瓷打印材料、所述第二陶瓷打印材料和所述第三陶瓷打印材料包括：组分 相同或不同组分的陶瓷材料。
可选的，所述第一金属打印材料、第一陶瓷打印材料、第二金属打印材料和第二金属 打印材料的原料形态为粉末；所述第三金属打印材料和第三陶瓷打印材料的原料形态为粉 末或球体；所述粉末粒径10纳米-1毫米；所述球体直径1毫米-200毫米。
可选的，若所述目标零件为金属材质，外壳中，以体积分数计，所述粘结剂为20％-40％，所述第一金属打印材料为60％-80％；若所述目标零件为陶瓷材质，外壳中，以体积分数计，所述粘结剂为20％-40％，所述第一陶瓷打印材料的为60％-80％。
可选的，若所述目标零件为金属材质，内部支架中，以体积分数计，所述粘结剂为0- 40％，所述第二金属打印材料为60％-100％；若所述目标零件为陶瓷材质，内部支架中，以 体积分数计，所述粘结剂为0-40％，所述第二陶瓷打印材料的为60％-100％。
可选的，若所述目标零件为金属材质，填充区中，以体积分数计，所述粘结剂为0-20％，所述第三金属打印材料为80％-100％；若所述目标零件为陶瓷材质，填充区中，以体积分数计，所述粘结剂为0-20％，所述第三陶瓷打印材料为80％-100％。
可选的，所述内部支架和填充区构建的分区结构包括二维多边形结构、三维点阵结 构、单胞闭孔结构、球形结构、负泊松比结构和三周期极小曲面中的任意一种或多种。
可选的，所述外壳和内部支架的打印方式为含粘结剂的浆料成形，或使用粘结剂进行 微喷射粉层成形；所述填充区的打印方式的用落粉装置或铺粉装置进行打印。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的3D打印技术，针对目标零件构建使用支撑区和填充区分区的打 印方式，在对填充区进行打印时，实现了填充区粘接剂的用量可控，也可以采取填充区不 使用粘接剂的成形方式，避免了现有粘接剂过量使用时带来的脱脂工序费时去除粘结剂的 问题和烧结工序后粘结剂带来的零件收缩后的空隙问题，从而保证了零件的结构强度，兼 顾了坯样零件的和烧结零件的成形性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可 依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明 显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术 人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限 制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明提供的制造金属零件的方法流程图；
图2是本发明提供的实施例1金属浆料沉积成形的示意图；
图3是本发明提供的实施例2的制造金属零件的分区示意图；
图4是本发明提供的实施例3的制造金属零件的内部支架示意图；
图5是本发明提供的实施例4的控制零件晶粒的分区示意图；
图6是本发明提供的实施例5的抑制零件裂纹扩展的分区示意图；
图7是本发明提供的实施例6的制造异种金属材料的一体化零件的示意图；
图8是本发明提供的实施例6的三种三周期极小曲面示意图；
图9是本发明提供的实施例7的制造局域共振型声子晶体超材料的示意图；
图10是本发明提供的实施例8选择性粘结剂微喷射成形的示意图。
其中，1、目标零件，2、外壳，3、内部支架，301、体心立方(BCC)结构，302、 微米级十四面体单胞闭孔支架，303、凹六边形负泊松比结构，304、过渡材料支架， 305、螺旋型(Gyroid)曲面，306、简易(Primitive)曲面，307、金刚石型(Diamond) 曲面，308、高硬度金属材料支架，309、高延伸率金属材料支架，4、填充区，401、第一 种第二金属粉末，402、第二种第二金属粉末，403、金属球，5、坯样，6、辊子，7、粉 床，8、微喷头，9、局域共振型声子晶体超材料。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由 此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发 明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使 用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域 技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市 场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
还需要说明的是，本发明中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设 备所固有的要素。
本申请的技术方案为解决上述技术问题，如图1所示，总体思路如下：
S1.获取目标零件1的三维模型；
S2.根据目标零件的外轮廓偏置曲面和所述三维模型，对所述目标零件构建具有外壳 2、内部支架3和填充区4的打印模型；
S3.通过所述打印模型，对支撑区和填充区4依次逐层打印得到坯样5。
作为一种可选的实施方式，所述支撑区包括外壳和内部支架。
本申请实施例中，根据外壳2是否足够支撑填充区4来判断是否需要设置内部支架3，若外壳2能足够支撑填充区4，则降低内部支架3的粘结剂配比，使得内部支架3和填 充区4的材料组分和粘结剂配比相同，如小型零件、薄型零件；若外壳2不足够支撑填充 区4，则提高内部支架3的粘结剂配比，如大型零件。内部支架3和填充区4的材料组分 和粘结剂配比可以相同，可以不同。
本申请实施例中，所述外壳的厚度为0.1mm-200mm。
本申请实施例中，所述外壳2的划分步骤为(a)提取目标零件1的外轮廓曲面，(b)将所述外轮廓曲面向实体内偏移0.1mm-200mm的距离，生成外轮廓偏置曲面，(c)将外 轮廓曲面和外轮廓偏置曲面之间的空间作为外壳2；
本申请实施例中，所述外壳2偏移距离为目标零件1在该偏移方向上厚度的5％-20％；这样，外壳2的承载能力相对充足，且不至于过厚的外壳2导致粘结剂使用过多， 从而降低坯样5烧结后的致密度。
作为一种可选的实施方式，若所述目标零件1为金属材质，所述外壳2的打印材料包 括第一金属打印材料和粘结剂，所述内部支架3的打印材料包括第二金属打印材料和粘结 剂，所述填充区4的打印材料包括第三金属打印材料和粘结剂；
若所述目标零件1为陶瓷材质，所述外壳2的打印材料包括第一陶瓷打印材料和粘结 剂，所述内部支架3的打印材料包括第二陶瓷打印材料和粘结剂，所述填充区4的打印材料包括第三陶瓷打印材料和粘结剂；
本申请实施例中，填充区4的金属打印材料和陶瓷打印材料，硬度大的设置于靠近所 述外壳的区域，延伸率大的设置于远离所述外壳2的内部区域，可得到具有优异强度和延展性的目标零件。
作为一种可选的实施方式，所述第一金属打印材料、所述第二金属打印材料和所述第 三金属打印材料均包括：一种或多种金属元素的纯金属、合金和金属基复合材料中任意一 种；所述第一陶瓷打印材料、所述第二陶瓷打印材料和所述第三陶瓷打印材料包括：组分 相同或不同组分的陶瓷材料。
本申请实施例中，所述第一金属打印材料、第一陶瓷打印材料、第二金属打印材料和 第二陶瓷打印材料的原料形态为粉末；所述第三金属打印材料和第三陶瓷打印材料的原料 形态为球体。
本申请实施例中，填充区4部分采用这种不同的材料分区概念提供了异种金属零件的 制造方法；该方法很好地解决了异种金属零件冶金结合方面的难题，可以用于制造力学性 能独特的异种金属零件；同时为局域共振型声子晶体制造提供一条新的途径。
本申请实施例中，所述内部支架的第二金属打印材料还包括金属氧化物、碳化物和氮 化物中的至少一种，所第二金属打印材料与第三金属打印材料彼此不相溶。
本申请实施例中，加入不溶于基体材料的的金属氧化物、碳化物、氮化物可以达到控 制零件的晶粒大小的目的，改变目标零件的晶界的形状、尺寸和晶体组分。
本申请实施例中，填充区4完全采用材料包括粉末和球体等进行填充；制得的坯样经 过更简短的脱脂工序和烧结工序，能得到致密度更高，力学性能更优的零件。
本申请实施例中，大型零件的坯样成形需要具有一定成形强度的高分子粘结剂成形内 部支架3部分，用于保证零件可以承受其自重和打印收缩应力。
本申请实施例中，对所述填充区4进行填充，填充区4的原材料可以不使用粘结剂或 对粘结剂的用量实现标准化与量化。可以为粉末状，如金属粉末，陶瓷粉末，或者金属球，陶瓷球等能实现填充效果的材料。
本申请实施例中，用的外壳2、内部支架3的厚度可以根据零件的大小、成形性的需求、设备的更改，采用0.1mm-100mm的厚度。
作为一种可选的实施方式，所述粉末粒径10纳米-1毫米；所述球体直径1毫米-200毫米。
本申请实施例中，对打印坯样的不同形状分区，提供了控制晶粒大小的途径，抑制粘 结剂成形工艺必然导致的孔隙带来的裂纹。
作为一种可选的实施方式，若所述目标零件为金属材质，外壳中，以体积分数计，所 述粘结剂为20％-40％，所述第一金属打印材料为60％-80％；若所述目标零件为陶瓷材质， 外壳中，以体积分数计，所述粘结剂为20％-40％，所述第一陶瓷打印材料的为60％-80％。
作为一种可选的实施方式，若所述目标零件为金属材质，内部支架中，以体积分数计，所述粘结剂为0-40％，所述第二金属打印材料为60％-100％；若所述目标零件为陶瓷材质，内部支架中，以体积分数计，所述粘结剂为0-40％，所述第二陶瓷打印材料的为60％-100％。
本申请实施例中，内部支架粘接剂为零的情况为，不设置内部支架，目标零件只设置 支撑区中的外壳和填充区。
作为一种可选的实施方式，若所述目标零件为金属材质，填充区中，以体积分数计， 所述粘结剂为0-20％，所述第三金属打印材料为80％-100％；若所述目标零件为陶瓷材质， 填充区中，以体积分数计，所述粘结剂为0-20％，所述第三陶瓷打印材料为80％-100％。
本申请实施例中，对目标零件各部分的分区尺寸外形结构、原料组分进行改进，提高 粘结剂的利用效率，以提高金属粉末烧结3D打印工艺的金属粉末含量，提高制件的致密度和力学性能。
作为一种可选的实施方式，所述内部支架和填充区构建的分区结构包括二维多边形结 构、三维点阵结构、单胞闭孔结构、球形结构、负泊松比结构和三周期极小曲面中的任意 一种或多种。
本申请实施例中，坯样的内部支架部分采用点阵结构进行模型构建与路径规划，例如 圆角优化后的点阵结构中的体心立方(BCC)结构。又可以采用其他具备良好比强度、比 刚度的点阵结构，例如面心立方(FCC)结构、八隅体(OCTET)结构。
本申请实施例中，用圆角优化后的点阵结构中的体心立方(BCC)结构、面心立方(FCC)结构、八隅体(OCTET)结构作为内部支架，以保证成形大型零件时的成形强 度，保证零件可以承受其自重和打印收缩应力。
本申请实施例中，内部支架部分采用负泊松比结构可以抑制裂纹扩展，常见的有凹六 边形负泊松比结构、双箭头负泊松比结构和手性负泊松比结构。
本申请实施例中，所述填充区被所述内部支架分成至少两个填充小区，相邻的至少两 个所述填充小区的打印材料不相同。
本申请实施例中，两种不同的填充区的金属粉末不予相互接触，只与内部支架部分的 材料进行接触，以达到良好的冶金结合和机械结构上的相互交错结合。也可以得到异种金 属材料或多种金属材料的一体零件。
作为一种可选的实施方式，所述外壳2和内部支架3的打印方式为含粘结剂的浆料成 形，或使用粘结剂进行微喷射粉层成形；所述填充区的打印方式的用落粉装置或铺粉装置 进行打印。
本申请实施例中，本申请的打印方法为直接采用金属与高分子材料混合的金属浆料沉 积成形技术，如图2所示，或对金属粉末层进行选择性粘结剂微喷射成形技术，若所述目 标零件1为陶瓷材质，则将上述金属粉末更换为陶瓷粉末，进行打印成形。
下面将结合实施例和实验数据，对本发明进行详细说明。下面所描述的各个实施方式 中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
本实施例1的技术方法基于金属浆料3D打印的沉积技术；基于分区方法和三维模型，将目标零件的模型分为外壳2、内部支架3、填充区4三个部分，外壳2为等厚度壳 体，内部支架3为网格形；在制造零件坯样5的每一层时，先采用金属粉末与高分子粘结 剂混合所制的金属浆料对外壳2、内部支架3部分进行熔融沉积单层打印，保证零件坯样 具有良好的承载能力；再采用落粉装置或铺粉装置以金属粉末打印该层坯样5的填充区 4；逐层打印，最终获得金属粉末占比远大于粘结剂的打印坯样5；由于粘结剂组分的显著 降低，缩短所需的脱脂工序时间，简化脱脂工序；由于金属粉末含量的提高，烧结工序所 得的成形零件的致密度显著提高、烧结收缩率显著降低；如图2所示。
实施例2
本实施例3与实施例1相同，但在成形小型零件或薄壁时，所划分的外壳2具备足够的强度承受坯样5的零件自重和打印过程的收缩应力，内部支架3则采用与填充区4完全 相同的材料进行打印，即，不划分出内部支架3区域；在制造零件坯样的每一层时，先采 用金属粉末与高分子粘结剂混合所制的金属浆料对外壳2单层打印，保证零件坯样5具有 良好的承载能力；再采用金属粉末打印该层坯样5的填充区4；逐层打印，最终获得金属 粉末占比远大于粘结剂的打印坯样5；如图3所示。
实施例3
本实施例3与实施例1相同，但内部支架3采用点阵结构进行模型构建与路径规划，例如圆角优化后的点阵结构中的体心立方(BCC)结构301；已知点阵结构的单位质量承 载能力远高于其他传统结构，这种分区方式下，坯样5的金属粉末占比将获得较大提高， 以提高成形零件的致密度，降低烧结收缩率；如图4所示。
实施例4
本实施例4与实施例1相同，但内部支架3采用微米级十四面体单胞闭孔支架302，每个内部支架3中为独立的填充区4，填充区4被包覆为各个小区域，在金属粉末烧结过 程中，纯金属粉末的填充区4更倾向于一起结晶，从而获得一定的细化分区；如图5所 示。
优选的，为了进一步达到控制结构的晶粒大小的目的，可以在内部支架3或内部填充 4的材料中加入不溶于基体金属材料的超细第二相颗粒，如基体金属的金属氧化物、碳化 物、氮化物。
实施例5
本实施例5与实施例1相同，但内部支架3采用凹六边形负泊松比结构303，用于抑制裂纹扩展，如图6所示；由于所述技术不得不使用粘结剂，使得脱脂与烧结工序后的金 属零件的原来采用粘结剂的区域会出现一定的孔洞，极较易导致裂纹扩展，降低零件力学 性能；凹六边形负泊松比结构303的凹角(又称优角)分区方式能够破坏裂纹扩展路径， 阻止裂纹的扩展。
实施例6
本实施例6与实施例1相同，但目标零件1为三种金属材料的异种金属零件，所述填充区4采用的第三金属打印材料和第四金属打印材料为两种不同的金属，第三金属打印材料采用第一种金属填充粉末401，第四金属打印材料采用第二种金属填充粉末402；所述 内部支架3为过渡材料支架304，其第二金属打印材料为第三金属打印材料和第四金属打 印材料的过渡材料，与两者皆能形成良好的冶金结合.
目标零件1的内部支架3与填充区4采用平均曲率为零的三周期极小曲面进行分区； 第一种金属填充粉末401和第二种金属填充粉末402不相互接触，只分别与过渡材料支架304的进行接触，以达到良好的冶金结合和机械结构上的相互交错结合，如图7所示；
过渡材料支架304的分区采用螺旋型(Gyroid)曲面305或简易(Primitive)曲面306 或金刚石型(Diamond)曲面307，如图8所示；第一种金属填充粉末401与曲面的白色 面接触，第二种金属填充粉末402与曲面的黑色面接触；由于三周期极小曲面的平均曲率 为零，能够防止烧结内应力出现应力集中，且能够将1个空间划分为2个独立且交错的子 空间，使得异种金属的冶金结合面积增大，增强异种金属零件的强度。
实施例7
为得到局域共振型声子晶体超材料9，需要得到一种材料对另一种材料的周期性包 覆；本实施例7与实施例1相同，但填充区4采用球形方式分区，单个分区内直接采用一个完整光滑大尺寸的金属球403进行填充，外壳2与内部支架3采用其他低熔点金属粉末 或塑料进行3D打印成型；采用低于填充区金属球403的烧结温度点对外壳与内部支架部 分的材料进行脱脂烧结，制备完整的局域共振型声子晶体超材料9；如图9所示。
可根据局域共振型声子晶体超材料9的目标性能调整各种材料的材料种类、内部支架 3与填充区4部分的分区的形状与大小。
实施例8
本实施例8的目标零件1与实施例1相同，但本发明的技术方法基于粘结剂微喷射粘 结金属3D打印技术的进行改进，将目标零件1的打印模型分为外壳2、内部支架3、填充区4三个部分；在制造每一层零件坯样层时，采用辊子6在粉床7上铺一层金属粉末，然后 喷射粘结剂的微喷头8对外壳2、内部支架3进行单层打印，填充区4不予喷射粘结剂，填 充区4由下一层铺粉辊子6填充金属粉末，逐层打印，最终获得金属粉末占比远大于粘结 剂的打印坯样5。
应当指出的是，本发明的主要思想是内部支架2与填充区3的分区，采用不同的方式 分区、不同的分区数量、不同的分区材料可以实现许多常规材料无法达到的性能和功能， 可以实现许多常规加工方式无法达到的性能效果；在不具备明显创新的情况下，均应包含 本发明的保护范围之内。
应当指出的是，在采用同类型技术进行陶瓷3D打印时，采用上述技术方法，将金属材料以陶瓷材料代替，能够起到类似的技术进步，均应包含本发明的保护范围之内。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概 念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选 实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和 范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之 内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标零件的三维模型；
根据目标零件的外轮廓偏置曲面和所述三维模型，对所述目标零件构建具有支撑区和填充区的打印模型；
通过所述打印模型，对所述支撑区和填充区依次逐层打印。
2.根据权利要求1所述的金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，其特征在于，所述支撑区包括外壳和内部支架。
3.根据权利要求2所述的金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，其特征在于，若所述目标零件为金属材质，所述外壳的打印材料为第一金属打印材料和粘结剂，所述内部支架的打印材料包括第二金属打印材料和粘结剂，所述填充区的打印材料包括第二金属打印材料；
若所述目标零件为陶瓷材质，所述外壳的打印材料包括第一陶瓷打印材料和粘结剂，所述内部支架的打印材料包括第二陶瓷打印材料和粘结剂，所述填充区的打印材料为第三陶瓷打印材料。
4.根据权利要求3所述的金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，其特征在于，所述第一金属打印材料、所述第二金属打印材料和所述第三金属打印材料均包括：一种或多种金属元素的纯金属、合金和金属基复合材料中任意一种；
所述第一陶瓷打印材料、所述第二陶瓷打印材料和所述第三陶瓷打印材料包括：组分相同或不同组分的陶瓷材料。
5.根据权利要求3所述的金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，其特征在于，所述第一金属打印材料、第一陶瓷打印材料、第二金属打印材料和第二陶瓷打印材料的原料形态为粉末；所述第三金属打印材料和第三陶瓷打印材料的原料形态为粉末或球体；
所述粉末粒径10纳米-1毫米；所述球体直径1毫米-200毫米。
6.根据权利要求3所述的金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，其特征在于，若所述目标零件为金属材质，外壳中，以体积分数计，所述粘结剂为20％-40％，所述第一金属打印材料为60％-80％；若所述目标零件为陶瓷材质，外壳中，以体积分数计，所述粘结剂为20％-40％，所述第一陶瓷打印材料的为60％-80％。
7.根据权利要求3所述的金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，其特征在于，若所述目标零件为金属材质，内部支架中，以体积分数计，所述粘结剂为0-40％，所述第二金属打印材料为60％-100％；若所述目标零件为陶瓷材质，内部支架中，以体积分数计，所述粘结剂为0-40％，所述第二陶瓷打印材料的为60％-100％。
8.根据权利要求3所述的金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，其特征在于，若所述目标零件为金属材质，填充区中，以体积分数计，所述粘结剂为0-20％，所述第三金属打印材料为80％-100％；若所述目标零件为陶瓷材质，填充区中，以体积分数计，所述粘结剂为0-20％，所述第三陶瓷打印材料为80％-100％。
9.根据权利要求2所述的金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，其特征在于，所述内部支架与填充区构建的分区结构包括二维多边形结构、三维点阵结构、单胞闭孔结构、球形结构、负泊松比结构和三周期极小曲面中的任意一种或多种。
10.根据权利要求2所述的金属/陶瓷粉末烧结分区的3D打印方法，其特征在于，所述外壳和内部支架的打印方式为含粘结剂的浆料成形，或使用粘结剂进行微喷射粉层成形；所述填充区的打印方式的用落粉装置或铺粉装置进行打印。
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