[發(fā)明專利]三維打印用的熱轉(zhuǎn)印帶、三維打印機(jī)及其打印方法

有效

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• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104290327A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇健強(qiáng);何永剛
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海天威飛馬打印耗材有限公司
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B22F3/115
• 代理公司: 珠海智專專利商標(biāo)代理有限公司 44262
• 代理人: 劉曾劍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維打印技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種三維打印用的熱轉(zhuǎn)印帶、采用這種熱轉(zhuǎn)印帶的三維打印機(jī)及其打印方法。

背景技術(shù)

三維打印又稱3D打印，是快速成型技術(shù)的一種。它是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀或液體狀的金屬、塑料等可粘合材料，經(jīng)過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。該物體構(gòu)造過程不再需要傳統(tǒng)的刀具、夾具和機(jī)床等加工制造設(shè)備就可以打造出任意形狀的立體物品。

傳統(tǒng)的三維打印過程首先是通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）或計(jì)算機(jī)動(dòng)畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，再根據(jù)分析截面信息得到加工路徑，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。作為三維打印技術(shù)的代表，F(xiàn)DM(Fused?Deposition?Modeling,?熔融沉積成型)是一種通過熔融材料疊加堆積而形成三維實(shí)體模型的工藝，一般采用逐層固化成型方法，使打印后的樹脂一層一層地變成固體，從而產(chǎn)生固體成像產(chǎn)品。其中常見的成型材料包括ABS、PLA等，基本上是通過從三維打印機(jī)的打印頭上端輸入線狀的成型材料，然后經(jīng)打印頭內(nèi)高溫熔融再從打印頭出口擠出約0.1~0.2mm左右的絲狀材料，然后把這種絲狀材料按照程序，規(guī)律地布置在打印托板上，從而實(shí)現(xiàn)三維成型。

利用上述三維打印工藝來制造三維實(shí)體時(shí)，在具體的成型過程中，三維實(shí)體的一些懸空或者鏤空部位需要相應(yīng)的輔助材料來充填其中以提供支撐作用。通常選用的輔助支撐材料都是既適合噴射操作又可以固化的材料如蠟等。這就導(dǎo)致制作三維實(shí)體物之前還需要準(zhǔn)備不同的輔助支撐材料，同時(shí)制作三維實(shí)體物的過程被復(fù)雜化，且三維實(shí)體物成型后同輔助支撐材料之間的分離過程亦變得繁復(fù)異常，這些因素還會導(dǎo)致三維實(shí)體物的成型精度偏低，增大三維實(shí)體物的后續(xù)加工操作。

傳統(tǒng)的熱升華轉(zhuǎn)印技術(shù)是通過絲網(wǎng)印刷將熱升華轉(zhuǎn)印油墨印刷到紙或塑料膜等上，將印好圖文的紙或塑料膜等與織物重疊一起加熱、加壓或減壓，紙或塑料膜等上的染料就升華成氣相狀態(tài)轉(zhuǎn)移到織物上。除織物外，還可以轉(zhuǎn)印到陶瓷、金屬等制品上。隨著高科技突飛猛進(jìn)的發(fā)展，熱升華轉(zhuǎn)印技術(shù)也得到進(jìn)一步擴(kuò)展和提高，比如采用電腦進(jìn)行圖像處理與設(shè)計(jì)，然后通過噴墨打印機(jī)將圖像打印在紙或膜上，省去制版過程，效率高。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，熱升華轉(zhuǎn)印技術(shù)只應(yīng)用在平面或曲面印刷上，而尚未將其與三維打印結(jié)合應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種打印速度快、成型精度高的三維打印用的熱轉(zhuǎn)印帶。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、打印速度快、成型精度高的三維打印機(jī)。

本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種操作便捷、打印速度快、成型精度高的三維打印方法。

為實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：設(shè)計(jì)一種三維打印用的熱轉(zhuǎn)印帶，包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的帶基，在所述帶基的第一側(cè)設(shè)有可熱轉(zhuǎn)印至承印臺上并至少部分固化的成型材料層。

由上述方案可見，將本發(fā)明的熱轉(zhuǎn)印帶運(yùn)用到三維打印上，使得三維打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷，相對于傳統(tǒng)的三維打印技術(shù)而言，極大地提高了成型速度，且打印精度較高。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為，在所述帶基的第一側(cè)還設(shè)有可熱轉(zhuǎn)印的著色劑層，所述成型材料層和所述著色劑層在所述帶基的長度方向上呈交替分布。由于在轉(zhuǎn)印帶上增加了著色劑層，使得該熱轉(zhuǎn)印帶可適用于彩色三維打印。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述成型材料層和著色劑與所述帶基之間設(shè)有脫離層，使得成型材料層和著色劑層可以更容易地從帶基上脫離。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為，在所述帶基的第二側(cè)設(shè)有背涂層，該背涂層可起到耐熱潤滑和保護(hù)的作用。

根據(jù)本發(fā)明，所述熱轉(zhuǎn)印帶可以為熱升華轉(zhuǎn)印帶或熱固轉(zhuǎn)印帶。

為實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：設(shè)計(jì)一種三維打印機(jī)，包括間距可調(diào)節(jié)的承印臺和打印頭，所述打印頭與所述承印臺之間設(shè)有由走帶機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)而連續(xù)通過的熱轉(zhuǎn)印帶，所述打印頭為作用于所述熱轉(zhuǎn)印帶的熱轉(zhuǎn)印打印頭；所述熱轉(zhuǎn)印帶包括帶基，在所述帶基朝向所述承印臺的第一側(cè)設(shè)有可熱轉(zhuǎn)印至所述承印臺上并至少部分固化的成型材料層。?

由上述方案可見，本發(fā)明將熱轉(zhuǎn)印技術(shù)運(yùn)用到三維打印上，使得三維打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷，相對于傳統(tǒng)的三維打印技術(shù)而言，極大地提高了成型速度，且打印精度較高。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為，在所述帶基的第一側(cè)還設(shè)有可熱轉(zhuǎn)印的著色劑層，所述成型材料層和所述著色劑層在所述帶基的長度方向上呈交替分布。由于在轉(zhuǎn)印帶上增加了著色劑層，使得該三維打印機(jī)可適用于彩色三維打印。