CN114346261B - 一种3d打印系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种3D打印方法和系统，属于3D打印技术领域，本申请实施例提供的一种3D打印方法，通过获取待打印物体的至少一个截面数据，该截面数据包括内部截面数据和外部截面数据；根据内部截面数据，采用微波对待打印物体的内部区域进行3D打印；同时根据外部截面数据，采用激光对待打印物体的外部区域进行3D打印。本申请实施例通过微波对内部区域进行打印，耗时短，能耗低，能够有效提高打印效率，并实现对大尺寸零件的3D打印；通过激光对外部区域进行打印，能够进一步保证3D打印的精度。

Description

一种3D打印系统

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3D打印方法和系统。

背景技术

金属3D打印作为一项新产业革命的标志性技术，具有高精度、快速的优点，可以制造出传统方法无法制造的高复杂性的结构，因此在制造、医疗以及航空航天等许多领域都有广泛的应用。

现有的金属3D打印主要采用激光对金属粉末进行加热，例如选择性激光烧结技术(SLS)、选择性激光加热成形技术(SLM)、直接金属激光烧结(DMLS)等。其中，SLS技术可制造的零件尺寸受到限制，无法加工大尺寸的零件，并且制造精度不高；SLM技术在SLS技术上提高了制造零件的精度，但是制造零件的尺寸同样受到限制，无法加工大尺寸的零件，加工速度不快；DMLS利用高能量的激光束烧结金属粉末薄层，制作精度高，但由于金属粉末在DMLS中的“球化”效应和烧结变形，很难制造出形状复杂的零件，并且加工速度慢，无法加工大尺寸零件。

因此，传统金属3D打印技术利用激光加热金属粉末的方式存在打印时间长、无法打印大尺寸零件的缺陷。

发明内容

本申请提供一种3D打印方法和系统，以解决传统金属3D打印技术利用激光加热金属粉末的方式存在打印时间长、无法打印大尺寸零件的问题。

为了解决上述问题，本申请采用了以下的技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种3D打印方法，所述方法包括：获取待打印物体的至少一个截面数据；所述截面数据包括内部截面数据和外部截面数据；

根据所述内部截面数据，采用微波对所述待打印物体的内部区域进行3D打印；

根据所述外部截面数据，采用激光对所述待打印物体的外部区域进行3D打印。

第二方面，基于相同发明构思，本申请实施例提供了一种3D打印系统，所述系统用于实现本申请第一方面提出的3D打印方法，该系统包括：微波打印单元和激光打印单元，其中：

所述微波打印单元包括微波探头，所述微波探头用于根据所述内部截面数据，对所述待打印物体的内部区域进行3D打印；

所述激光打印单元包括激光探头，所述激光探头用于根据所述外部截面数据，对所述待打印物体的外部区域进行3D打印。

在本申请一实施例中，所述微波探头包括微波传输腔、第一微波连接部和第一喷射部，所述第一微波连接部和第一喷射部分别与所述微波传输腔连接；其中，

所述第一微波连接部用于连接第一微波源，所述第一微波源用于依次通过所述第一微波连接部、所述微波传输腔和所述第一喷射部将微波能量馈向目标区域，以加热所述目标区域。

在本申请一实施例中，所述微波传输腔为圆柱形，所述第一喷射部为圆锥形；所述第一微波连接部和所述第一喷射部分别设置于所述微波传输腔的上下两端面。

在本申请一实施例中，所述微波探头包括加热腔、第二微波连接部、物料连接部和第二喷射部；所述第二微波连接部、所述物料连接部和所述第二喷射部均与所述加热腔连接；其中，

所述物料连接部用于连接储料仓，所述储料仓用于通过所述物料连接部向所述加热腔输送物料；

所述第二微波连接部用于连接第二微波源，所述第二微波源用于通过所述第二微波连接部将微波能量馈入所述加热腔，以加热所述物料；

所述第二喷射部用于将加热后的所述物料喷射至目标区域。

在本申请一实施例中，所述加热腔为圆柱形，所述第二喷射部为圆锥形；所述物料连接部和所述第二喷射部分别设置于所述加热腔的上下两端面，所述第二微波连接部设置于所述加热腔的侧面。

在本申请一实施例中，所述加热腔和所述第二喷射部均设置有多个，所述加热腔和所述第二喷射部一一对应，多个第二喷射部呈阵列排布；其中，

所述物料连接部用于连接储料仓，所述储料仓用于通过所述物料连接部向多个加热腔同时输送物料；

所述第二微波连接部用于连接第二微波源，所述第二微波源用于通过所述第二微波连接部将微波能量馈入所述多个加热腔，以同时加热所述多个加热腔中的物料；

所述多个喷射部用于将加热后的所述物料同时喷射至目标区域。

在本申请一实施例中，所述微波打印单元还包括第一控制单元、三坐标定位仪、铺料装置和第一微波源；所述微波探头的第一微波连接部通过所述第一微波源与所述第一控制单元连接；所述微波探头的壳体与所述三坐标定位仪连接，所述三坐标定位仪和所述铺料装置均与所述第一控制单元连接；其中，

所述第一控制单元用于根据所述内部截面数据，控制所述铺料装置将对应的物料铺设至目标区域；

所述第一控制单元还用于根据所述内部截面数据，控制所述三坐标定位仪移动所述微波探头，以使所述微波探头移动至所述目标区域的上方；

所述第一控制单元还用于控制所述微波源通过所述第一微波连接部将微波能量馈入所述微波探头，以使所述微波探头加热所述目标区域。

在本申请一实施例中，所述微波打印单元还包括第二控制单元、三坐标定位仪、储料仓和第二微波源；

所述微波探头的物料连接部通过所述储料仓与所述第二控制单元连接；所述微波探头的第二微波连接部通过所述第二微波源与所述第二控制单元连接；所述微波探头的壳体与所述三坐标定位仪连接，所述三坐标定位仪与所述第二控制单元连接；其中，

所述第二控制单元用于根据所述内部截面数据，控制所述储料仓通过所述物料连接部将对应的物料输送至所述加热腔；

所述第二控制单元还用于控制所述第二微波源通过所述第二微波连接部将微波能量馈入所述加热腔，以加热所述加热腔中的物料；

所述第二控制单元还用于根据所述内部截面数据，控制所述三坐标定位仪移动所述微波探头，以使加热后的所述物料通过所述第二喷射部喷射至目标区域。

在本申请一实施例中，所述三坐标定位仪包括用于实现所述微波探头相对三维运动的X导轨、Y导轨和Z导轨。

与现有技术相比，本申请包括以下优点：

本申请实施例提供的一种3D打印方法，通过获取待打印物体的至少一个截面数据；该截面数据包括内部截面数据和外部截面数据；根据内部截面数据，采用微波对待打印物体的内部区域进行3D打印；同时根据外部截面数据，采用激光对待打印物体的外部区域进行3D打印。本申请实施例通过微波对内部区域进行打印，耗时短，能耗低，能够有效提高打印效率，并实现对大尺寸零件的3D打印；通过激光对外部区域进行打印，能够进一步保证3D打印的精度。

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获得其他的附图。

图1是本申请一实施例中的3D打印方法的步骤流程图。

图2是本申请一实施例中的3D打印系统的结构示意图。

图3是本申请一实施例中的微波加热探头的结构示意图。

图4是本申请一实施例中的微波喷射探头的结构示意图。

附图标记：200-3D打印系统；201-微波打印单元；202-激光打印单元；300-微波加热探头；301-微波传输腔；302-第一微波连接部；303-第一喷射部；304-第一打印床；400-微波喷射探头；401-加热腔；402-第二微波连接部；403-物料连接部；404-第二喷射部；405-第二打印床。

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。

本实施方式需要说明的是，现有的金属3D打印主要采用激光对金属粉末进行加热，由于激光波长小，激光产生的聚焦光斑能够快速融化金属粉末材料，尺寸精度可以达到20～50μm，适用于微小型零件的加工，虽然打印精度高，但是打印效率较低，且无法加工大尺寸零件；而微波波长为0.1mm～1m，采用微波对金属粉末进行加热，相较于激光打印，产生的光斑更大，能够满足对于大尺寸零件的打印需求。

针对传统激光打印存在打印时间长、无法打印大尺寸零件的缺陷，本申请旨在提供一种3D打印方法，将微波打印和激光打印相结合，利用微波打印实现大尺寸零件的内部区域的打印，利用激光打印实现大尺寸零件的外部区域的打印，能够在实现打印大尺寸零件的基础上，提高大尺寸零件的打印精度和打印效率。

参照图1，示出了本申请一种3D打印方法，方法包括：

S101：获取待打印物体的至少一个截面数据；截面数据包括内部截面数据和外部截面数据。

本实施方式需要说明的是，可以通过计算机构建待打印物体的零件实体模型，以得到多层的截面数据，并按照每层的截面数据设计出相应的打印路径，层层叠加直至完成对待打印物体的打印。

在本实施方式中，根据每层截面数据的内部截面数据和外部截面数据，可以设定相应的内部打印路径和外部打印路径。在进行打印时，首先沿内部打印路径，采用微波对内部区域进行快速打印，待内部区域打印完成之后，再沿外部打印路径，采用激光对外部区域进行精确打印，以优化外形精度。如此，层层叠加直至完成对待打印物体的打印。

S102：根据内部截面数据，采用微波对待打印物体的内部区域进行3D打印。

本实施方式需要说明的是，微波加热金属粉末主要通过热效应和非热效应实现。

热效应包括电场引起的电导损耗、介电损耗以及磁场引起的磁损耗来提供热量，如公式(1)所示：

P_总＝P_电导损耗+P_介电损耗+P_磁损耗 (1)

其中，电导损耗和金属的电导率有关，电导率越大，热能转化率越高；介电损耗和自身极化特性有关；磁损耗和自身的动态磁化有关。

而金属加热过程中的非热效应包括放电效应和磁力效应的两部分，放电效应是由于趋肤效应，导致金属粉末表面聚集了大量的电荷，当达到一定的数量时，会产生颗粒间的放电现象并产生大量的热量，金属粉末的表面快速升温。磁力效应与金属材料的磁化率有关，如铁颗粒由于磁化率较大，铁颗粒之间的烧结颈的形成和磁场力之间有着密切联系，当铁颗粒所在平面与微波磁场方向平行时，磁场力表现为斥力。当颗粒所在平面与磁场方向垂直时，磁场力表现为吸力。因此，当磁场力与颗粒所在平面垂直时，更有利于金属颗粒之间烧结颈的形成，形成的速度更快，尺寸更大。

本实施方式需要说明的是，烧结颈形成是指烧结时在颗粒间形成颈状的联结。通过烧结，颗粒之间由于原子的扩散，彼此之间的间隙逐渐球化，且颗粒间形成颈状的联结，形成烧结颈。而烧结是粉末或粉末压坯，加热到低于其中基本成分的熔点温度，然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程，烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加；在烧结过程中发生一系列物理和化学的变化，把粉末颗粒的聚集体变为晶粒的聚结体，从而获得具有所需物理、机械性能的制品或材料。

因此，微波加热烧结金属粉末相比于过去的传统加热烧结相比，具有耗时短、能耗低、烧结致密和晶粒细小等优点。

在本实施方式中，通过微波加热能够实现对内部区域的快速打印，不仅能实现对大尺寸零件的加工，还能整体上极大地缩短3D打印的时间。

S103：根据外部截面数据，采用激光对待打印物体的外部区域进行3D打印。

在本实施方式中，待内部区域打印完成之后，再利用激光熔化待打印物体的结构边缘，优化外形精度，可以在实现加工大尺寸零件的基础上，提高大尺寸零件加工的精度，提高打印的速度。

基于相同发明构思，参照图2，示出了本申请一种3D打印系统200，用于实现本申请第一方面提出的3D打印方法，该系统包括：微波打印单元201和激光打印单元202，其中：

微波打印单元201包括微波探头，微波探头用于根据内部截面数据，对待打印物体的内部区域进行3D打印。

激光打印单元202包括激光探头，激光探头用于根据外部截面数据，对待打印物体的外部区域进行3D打印。

在本实施方式中，分别通过微波探头和激光探头向各自的目标区域馈入微波能量和激光能量，能够实现对各自的目标区域的加热，使目标区域的物料形成烧结颈，进而完成对待打印物体的打印。

在本实施方式中，为实现微波探头对内部区域的打印，本申请提出两种微波探头，其中，参照图3，一种为在外部加热物料的微波探头，以下简称为微波加热探头300；参照图4，另一种为在内部加热物料的微波探头，以下简称为微波喷射探头400。

在一个可行的实施方式中，继续参照图3，微波探头中的微波加热探头300包括微波传输腔301、第一微波连接部302和第一喷射部303，第一微波连接部302和第一喷射部303分别与微波传输腔301连接，微波加热探头300设置于第一打印床304的上方，用于加热铺设在第一打印床304上的物料，需要说明的是，图3中第一喷射部303下方的黑色圆形物体为物料被加热烧结而成的烧结体。

具体地，第一微波连接部302用于连接第一微波源，第一微波源用于依次通过第一微波连接部302、微波传输腔301和第一喷射部303将微波能量馈向目标区域，以加热目标区域。

优选地，微波传输腔301可以设置为圆柱形，第一喷射部303设置为圆锥形；第一微波连接部302和第一喷射部303分别设置于微波传输腔301的上下两端面，圆锥形的设计能够将微波能量聚焦在一个区域，提高加热效率。

在本实施方式中，微波能量通过微波传输腔301传导到第一喷射部303的尖端区域；然后，微波探头利用热失控不稳定性形成一个封闭的热点，对目标区域的物料进行一个局部加热的效果。需要说明的是。热失控不稳定性是指因极短时间内物料局部温度的迅速升高，物料会熔化或损伤的现象，原本是需要避免的现象，但在本申请中运用了这一特点，粉末颗粒间的内等离子击穿或微等离子激发，在一个小点内，物料的温度依赖性参数加速了局部温度的升高，并迅速形成一个封闭的热点，在粉源材料的情况下，这种机制会伴随着粉末颗粒之间的等离子体击穿，加速熔化的过程，从而实现了对金属粉末的局部熔化的效果。

基于上述的微波加热探头300，在本实施方式中，微波打印单元201具体还包括第一控制单元、三坐标定位仪、铺料装置和第一微波源；微波探头的第一微波连接部302通过第一微波源与第一控制单元连接；微波探头的壳体与三坐标定位仪连接，三坐标定位仪和铺料装置均与第一控制单元连接；其中，

第一控制单元用于根据内部截面数据，控制铺料装置将对应的物料铺设至目标区域；

第一控制单元还用于根据内部截面数据，控制三坐标定位仪移动微波探头，以使微波探头移动至目标区域的上方；

第一控制单元还用于控制微波源通过第一微波连接部302将微波能量馈入微波探头，以使微波探头加热目标区域。

在本实施方式中，基于微波探头中的微波加热探头300，S102具体可以包括以下子步骤：

SA-1：根据待打印物体的内部截面数据，确定内部区域的坐标信息以及铺料装置需要铺设在目标区域的物料用量。

SA-2：根据坐标信息，通过第一控制单元控制铺料装置将物料铺设至目标区域。

SA-3：根据坐标信息，通过第一控制单元控制三坐标定位仪移动微波探头至目标区域的上方。

SA-4：通过第一控制单元控制第一微波源将微波能量馈入微波探头，以使微波探头加热铺设在目标区域的物料。

在本实施方式中，利用第一控制单元得到零件实体模型，以得到多层的截面数据，根据每层截面数据中的内部截面数据设计出相应的微波加热路径。在磁场加热前，把已经进行绝缘处理的待加热物料铺在粉末床上，第一微波源将磁场传输到微波探头的磁场尖端，第一控制单元控制三坐标定位仪移动微波探头对当前层的内部区域进行局部加热，加热后，待熔化的物料冷却固化后，重新铺上新一层的物料，磁场开始加热，层层叠加直至完成打印，需要说明的是，整个过程需要在惰性气体保护的打印室中进行，以避免在高温下加热物料，尤其是金属物料时发生氧化。

在另外一个可行的实施方式中，继续参照图4，微波探头中的微波喷射探头400具体可以包括加热腔401、第二微波连接部402、物料连接部403和第二喷射部404；第二微波连接部402、物料连接部403和第二喷射部404均与加热腔401连接；微波喷射探头400设置于第二打印床405的上方，微波喷射探头400用于将在加热腔401内加热后的物料喷射至第二打印床405上，需要说明的是，图4中第二喷射部404下方的若干个黑色球形物体为物料被加热熔化后的物料液滴。

具体地，物料连接部403用于连接储料仓，储料仓用于通过物料连接部403向加热腔401输送物料；第二微波连接部402用于连接第二微波源，第二微波源用于通过第二微波连接部402将微波能量馈入加热腔401，以加热物料；第二喷射部404用于将加热后的物料喷射至目标区域。

优选地，加热腔401可以设置为圆柱形，第二喷射部404可以设置为圆锥形；物料连接部403和第二喷射部404分别设置于加热腔401的上下两端面，第二微波连接部402设置于加热腔401的侧面。

在本实施方式中，与微波加热探头300不同的是，微波喷射探头400是在内部对物料进行加热，以使物料熔化，并通过第二喷射部404提高喷射压力，将熔化后的物料喷射至目标区域，物料液滴冷却后烧结完成成型。

在一个可行的实施方式中，加热腔401和第二喷射部404均设置有多个，加热腔401和第二喷射部404一一对应，多个第二喷射部404呈阵列排布；其中，

物料连接部403用于连接储料仓，储料仓用于通过物料连接部403向多个加热腔401同时输送物料；

第二微波连接部402用于连接第二微波源，第二微波源用于通过第二微波连接部402将微波能量馈入多个加热腔401，以同时加热多个加热腔401中的物料；

多个第二喷射部404用于将加热后的物料同时喷射至目标区域。

在本实施方式中，第二喷射部404呈阵列排布，在进行喷涂过程中，第二控制单元设定喷涂路径、以及每个第二喷射部404在对应路径上的喷涂时刻和喷涂量，能够一次性喷涂出当前截面数据对应的实体形状，有效提高打印效率。

基于上述的微波喷射探头400，在本实施方式中，微波打印单元201还包括第二控制单元、三坐标定位仪、储料仓和第二微波源；

微波探头的物料连接部403通过储料仓与第二控制单元连接；微波探头的第二微波连接部402通过第二微波源与第二控制单元连接；微波探头的壳体与三坐标定位仪连接，三坐标定位仪与第二控制单元连接；其中，

第二控制单元用于根据内部截面数据，控制储料仓通过物料连接部403将对应的物料输送至加热腔401；

第二控制单元还用于控制第二微波源通过第二微波连接部402将微波能量馈入加热腔401，以加热加热腔401中的物料；

第二控制单元还用于根据内部截面数据，控制三坐标定位仪移动微波探头，以使加热后的物料通过第二喷射部404喷射至目标区域。

在本实施方式中，基于微波探头中的微波喷射探头400，S102具体还可以包括以下子步骤：

SB-1：根据待打印物体的内部截面数据，确定输入微波探头的物料用量以及目标区域的坐标信息。

SB-2：根据坐标信息，通过第二控制单元控制三坐标定位仪移动微波探头至目标区域的上方。

SB-3：根据物料用量，通过第二控制单元控制储料仓将对应的物料输送至微波加热探头300；并通过第二控制单元控制微波源将微波能量馈入微波探头，以加热物料。

SB-4：通过第二控制单元控制微波探头将加热后的物料喷射至目标区域。

在本实施方式中，利用第二控制单元得到零件实体模型，以得到多层的截面数据，根据每层截面数据中的内部截面数据设计出相应的微波喷涂路径。物料粉末在微波喷射探头400中被磁场加热熔化后形成液滴，物料液滴通过第二喷射部404喷涂至目标区域进行高温粘合，最后通过低温烧结完成成型。

在一个可行的实施方式中，可以将微波加热探头300进而微波喷射探头400进行组合使用，或者将两种探头一体化设计，在进行一体化设计的时候，在可以在微波喷射探头400的基础上，在物料连接部403设置一个阀门，在阀门开启的状态下，实现上述微波喷射探头400的功能，即，物料经过物料连接部403进入加热腔401，微波能量进入加热腔401，加热熔化加热腔401内的物料，最后通过第二喷射部404将熔化后的物料喷射至目标区域；在阀门关闭的状态下，实现上述微波加热探头300的功能，即，微波能量可依次经过加热腔401、第二喷射探头到达目标区域，以加热目标区域的物料。

基于一体化设计微波探头，可以满足更多的运用场景，如需要对物料粉末和粘合剂进行烧结的时候，可以通过微波喷射探头400实现粘合剂的加热与喷涂，通过微波加热探头300帮助粘合剂实现对物料粉末的粘合。具体地：首先，第三控制单元根据待打印物体的内部截面数据，之后在粉末床上铺上一层物料粉末，开启阀门，将粘合剂注入加热腔401，并控制微波源馈入微波能量，以加热加热腔401内的粘合剂，通过第二喷射部404将加热后的粘合剂喷射向目标区域的物料粉末上，以对物料粉末进行粘合；然后再覆盖新的一层物料粉末，重复上述的操作，直到完成对制件的粘合成型，打印结束后回收未被粘合的物料粉末；最后开启阀门，使得微波能量可依次经过加热腔401、第二喷射部404到达目标区域，以加热目标区域的物料，对粘合的待打印物体进行微波烧结，完成金属3D打印。

在一个可行的实施方式中，3D打印系统200还包括与三坐标定位仪配合安装的打印室，三坐标定位仪包括用于实现微波探头相对三维运动的X导轨、Y导轨和Z导轨。控制单元根据截面数据计算移动路径，然后传送给三坐标定位仪，控制三坐标定位仪移动微波探头，来完成对物料的加热或喷涂。

本申请实施例提供的一种3D打印方法和系统，不仅在实现打印大尺寸零件的基础上，提高大尺寸零件的打印精度和打印效率，还能满足各类3D打印需求，适用场景广，适合推广使用。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做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实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种3D打印方法和系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种3D打印系统，其特征在于，该系统包括：微波打印单元和激光打印单元，其中：

获取待打印物体的至少一个截面数据，所述截面数据包括内部截面数据和外部截面数据；所述微波打印单元包括微波探头，所述微波探头用于根据所述内部截面数据，对待打印物体的内部区域进行3D打印；包括：

使用所述微波探头对铺设在所述待打印物体的目标区域的物料进行加热，烧结定型；或者，使用所述微波探头将物料熔化成液滴，喷涂液滴至所述待打印物体的目标区域，进行高温粘合，低温烧结成型；所述微波探头包括，在外部加热物料的微波探头或在内部加热物料的微波探头；

所述激光打印单元包括激光探头，所述激光探头用于根据所述外部截面数据，对所述待打印物体的外部区域进行3D打印；

当微波探头在外部加热物料：

所述微波探头包括微波传输腔、第一微波连接部和第一喷射部，所述第一微波连接部和第一喷射部分别与所述微波传输腔连接；其中，

所述第一微波连接部用于连接第一微波源，所述第一微波源用于依次通过所述第一微波连接部、所述微波传输腔和所述第一喷射部将微波能量馈向目标区域，以加热所述目标区域；

所述微波传输腔为圆柱形，所述第一喷射部为圆锥形；所述第一微波连接部和所述第一喷射部分别设置于所述微波传输腔的上下两端面；

所述微波打印单元还包括第一控制单元、三坐标定位仪、铺料装置和第一微波源；所述微波探头的第一微波连接部通过所述第一微波源与所述第一控制单元连接；所述微波探头的壳体与所述三坐标定位仪连接，所述三坐标定位仪和所述铺料装置均与所述第一控制单元连接；其中，

所述第一控制单元用于根据所述内部截面数据，控制所述铺料装置将对应的物料铺设至目标区域；

所述第一控制单元还用于根据所述内部截面数据，控制所述三坐标定位仪移动所述微波探头，以使所述微波探头移动至所述目标区域的上方；

所述第一控制单元还用于控制所述微波源通过所述第一微波连接部将微波能量馈入所述微波探头，以使所述微波探头加热所述目标区域；

当微波探头在内部加热物料：

所述微波探头包括加热腔、第二微波连接部、物料连接部和第二喷射部；所述第二微波连接部、所述物料连接部和所述第二喷射部均与所述加热腔连接；其中，

所述物料连接部用于连接储料仓，所述储料仓用于通过所述物料连接部向所述加热腔输送物料；

所述第二微波连接部用于连接第二微波源，所述第二微波源用于通过所述第二微波连接部将微波能量馈入所述加热腔，以加热所述物料；

所述第二喷射部用于将加热后的所述物料喷射至目标区域；

所述加热腔为圆柱形，所述第二喷射部为圆锥形；所述物料连接部和所述第二喷射部分别设置于所述加热腔的上下两端面，所述第二微波连接部设置于所述加热腔的侧面；

所述加热腔和所述第二喷射部均设置有多个，所述加热腔和所述第二喷射部一一对应，多个第二喷射部呈阵列排布；其中，

所述物料连接部用于连接储料仓，所述储料仓用于通过所述物料连接部向多个加热腔同时输送物料；

所述第二微波连接部用于连接第二微波源，所述第二微波源用于通过所述第二微波连接部将微波能量馈入所述多个加热腔，以同时加热所述多个加热腔中的物料；

所述多个喷射部用于将加热后的所述物料同时喷射至目标区域；

所述微波打印单元还包括第二控制单元、三坐标定位仪、储料仓和第二微波源；

所述微波探头的物料连接部通过所述储料仓与所述第二控制单元连接；所述微波探头的第二微波连接部通过所述第二微波源与所述第二控制单元连接；所述微波探头的壳体与所述三坐标定位仪连接，所述三坐标定位仪与所述第二控制单元连接；其中，

所述第二控制单元用于根据所述内部截面数据，控制所述储料仓通过所述物料连接部将对应的物料输送至所述加热腔；

所述第二控制单元还用于控制所述第二微波源通过所述第二微波连接部将微波能量馈入所述加热腔，以加热所述加热腔中的物料；

所述第二控制单元还用于根据所述内部截面数据，控制所述三坐标定位仪移动所述微波探头，以使加热后的所述物料通过所述第二喷射部喷射至目标区域。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三坐标定位仪包括用于实现所述微波探头相对三维运动的X导轨、Y导轨和Z导轨。