[發明專利]一種三維圖像的制作方法及其用打印載體

有效

• 申請號: 201410563383.3
• 申請日: 2014-10-18
• 公開（公告）號: CN104385597B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 趙舜培
• 申請（專利權）人: 東莞市瑞迪三維電子科技有限公司
• 主分類號: B29C64/165
• 分類號: B29C64/165;B29C64/307;B33Y10/00;B33Y70/00;B29K29/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司44228
• 代理人: 羅曉聰

技術領域：

本發明涉及三維產品的制作方法及其設備技術領域，特指一種三維圖像的制作方法及其所使用的打印載體。

背景技術：

目前所謂的3D打印機，其本質是一種快速成形技術，其工作過程為：先通過計算機建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區”成逐層的截面，即切片，從而指導打印機逐層打印，并將薄型層面堆疊起來，直到一個固態物體成型。3D打印機與傳統打印機最大的區別在于：它使用的“墨水”是實實在在的原材料。原材料一般為熱熔膠線，該熱熔膠線的端部插入3D打印機的熱熔打印頭中，而熱熔打印頭通過通電加熱而實現對熱熔膠線進行熔融，經熔融的膠從熱熔打印頭下端流出，逐層打印，并將薄型層面堆疊以實現固態物體成型。

傳統的平面打印機，是將圖像直接打印在平面載體上。所打印出的圖像是一個水平畫面，其無法形成立體的效果。隨著3D打印機的日趨發展，如何利用傳統的平面打印機打印出具有立體效果的3D圖像，一直是業界致力解決的問題。

目前有一種技術方案是在透明的塑膠片(或者塑膠薄膜)上打印圖案，打印完成后，將這些塑膠片疊加起來，然后通過夾持裝置將疊加的塑膠片固定。由于打印在每張塑膠片上的單元圖案是對被打印立體物體的橫向切面的對應投影，將這些具有對應單元圖像的塑膠片按照順序疊加起來，每張塑膠片上的平面單元 圖像相互結合，就可呈現一種立體圖像效果。但是，可以看到，該技術方案存在諸多缺陷：1、在塑膠材料上打印圖像的效果較差，最終形成的三維圖像效果不好。2、其經過疊加后形成的仍是一種三維圖像實物，該實物的造型通常根據打印載體的形狀和疊加厚度決定，通常為長方體，使用者可以透過打印載體看到其內部所疊加的三維圖像。

針對上述問題，本發明人曾提出過“一種3D圖像打印用平面載體”、“一種3D打印設備”等技術方案，見中國專利號為：201420049476.X，201420049478.9的實用新型專利文獻，上述技術方案就是針對目前的3D圖像打印所提出了一種設備以及打印載體的改進，以實習快速的3D圖像打印。其中“一種3D打印設備”中所公布的技術方案中，所給出的實施例主要仍是打印出長方體的打印載體疊加實物。雖然在實施例九、十中，提出了將非打印區域的打印載體去除，僅僅保留打印有團的區域，這樣最終可形成一個與電腦中所建立的三維模型對應的三維圖像實體，但是該技術方案中給出的具體實施方式卻過于麻煩，其采用的是化學切割的方式，這就要求打印設備具有較高的精度，并且公座過程相對復雜，難于生產。如果直接采用機械切割的方式，將每張打印載體按照打印圖像的區域邊緣進行切割，其工藝難度較高，這樣會導致打印設備的成本大大增加，不便于推廣。

本發明人經過不斷的研發，發現市場上有一種水溶性聚合物材料(水溶性薄膜樹脂材料PVA(polyvinyl alcohol)，中文名稱：聚乙烯醇，簡稱PVA。這種材料可以溶于水，水溫越高則溶解度越大，但幾乎不溶于有機溶劑。PVA溶解性隨醇解度和聚合度而變化。另外，PVA易成膜，其膜的機械性能優良，這種材料在無紡布生產企業中經常使用，通常制作成樹脂薄膜，用于紡織領域。本發明人從而想到將水溶性材料應用到三維圖像打印技術中，經過不斷的實驗，提出以下 技術方案。

發明內容：

本發明所要解決的第一個技術問題就在于克服現有技術的不足，提供一種三維圖像的制作防范，該方法不同于傳統意義上的3D打印技術，其本質是一種平面圖片的疊加，同時通過可以通過水溶解的方式，將未打印圖像的區域去除，從而形成與三維圖像對應的三維圖像實物。

為了解決上述技術問題，本發明采用了下述技術方案：首先，將需要打印的三維圖像進行分層切面處理，并通過噴墨打印設備在打印載體的打印表面上逐層打印對應的切面平面圖像；其次，打印完全部的平面圖像后，按照對應的順序進行疊加，利用打印載體的表面自身的膠水層進行相互的粘合固定，形成三維圖像毛坯；最后，將毛坯放置在水中，將未覆蓋打印油墨的區域溶解，剩下的就是與三維圖像對應的三維圖像實物；本方法中，所述的打印載體其主體采用水溶性薄膜樹脂材料，所述的打印載體的表面涂布有膠水層。

進一步而言，上述技術方案中，所述的打印載體主體采用聚乙烯醇，其化學分子式為：[C₂H₄O]_n。

進一步而言，上述技術方案中，所述的打印載體的膠水層涂布在主體的背面，并且該背面的膠水層表面覆蓋有離型保護膜，當打印完平面圖像后，進行疊加時，將該離型保護膜揭下，然后再進行疊加、粘合。