[發(fā)明專利]一種3D打印機(jī)及使用3D打印機(jī)打印物體的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510565268.4
• 申請(qǐng)日: 2015-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN105082544A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙月濤;徐建華;周凱;周榆久;楊文耀;陳燕;曹鑫;楊亞杰;蔣亞東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C67/00
• 分類號(hào): B29C67/00;B28B1/00;B22F3/22;B33Y10/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種3D打印機(jī)及使用3D打印機(jī)打印物體的方法。

背景技術(shù)

3D打印是快速成型技術(shù)的一種，是一種以數(shù)字文件為基礎(chǔ)，使用可固化材料，通過逐層打印的方式來制造產(chǎn)品的技術(shù)。與傳統(tǒng)制造業(yè)采用的減材制造技術(shù)不同，3D打印是一種增材制造技術(shù)，通過一層層材料的疊加形成最終的產(chǎn)品。

目前，常用的3D打印技術(shù)包括熔融沉積成型技術(shù)（FusedDepositionMode1ing，F(xiàn)DM）、光固化立體成型技術(shù)（StereoLithography，SLA）、選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SelectiveLaserSintering，SLS）以及三維打印技術(shù)（3DPrinting，3DP）等。

FDM打印機(jī)是斯科特·克倫普于上世紀(jì)80年代發(fā)明的，這類打印機(jī)通過打印頭打印出某種軟質(zhì)的材料，這類材料包括熱塑性的材料以及一些生物類來源的材料，可以打印塑料制件、食物、生物材料等。此類打印機(jī)較難打印多種材料，并且打印精度較差。

SLA打印機(jī)是最早商用的打印機(jī)之一，這類打印機(jī)利用紫外光固化光敏樹脂形成打印層，打印完一層后支撐平臺(tái)向下（或者向上）移動(dòng)一定距離讓光敏樹脂層重新覆蓋在前一層打印面上，然后繼續(xù)進(jìn)行固化。由于支撐平臺(tái)在裝光敏樹脂的容器中，所以使用此類打印機(jī)一次只能打印一種材料。

SLS技術(shù)與SLA技術(shù)比較類似，但使用的原料為粉末，通過激光加熱融合形成打印層。SLS打印機(jī)的打印精度較差，打印某些材料時(shí)需要保護(hù)氣體，打印完成后一般需要一定時(shí)間的冷卻。

3DP技術(shù)是通過打印頭將粘合劑或者某種膠擠出到原材料粉末上，從而實(shí)現(xiàn)一層層打印的效果。3DP技術(shù)能實(shí)現(xiàn)彩色打印，并且能使用多種原材料，但其制作的產(chǎn)品一般表面較為粗糙，精度相對(duì)較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種打印精度容易調(diào)節(jié)和提高的3D打印機(jī)和用3D打印機(jī)打印物體的方法。

本發(fā)明公開的技術(shù)方案包括：

提供了一種用3D打印機(jī)打印物體的方法，包括：獲取所述物體的多個(gè)切面圖，所述多個(gè)切面圖通過沿著所述物體的打印方向?qū)⑺鑫矬w的三維模型切片而獲得，并且所述多個(gè)切面圖相互平行；將打印材料溶解或者分散于溶劑中，獲得打印溶液或者打印漿料；將所述打印溶液或者打印漿料加入3D打印機(jī)的儲(chǔ)液裝置中；依次使所述3D打印機(jī)的噴頭位于多個(gè)打印平面中，其中每個(gè)打印平面平行于支撐平臺(tái)，并且所述多個(gè)打印平面依次與所述多個(gè)切面圖一一對(duì)應(yīng)；其中在每個(gè)打印平面中，使所述噴頭相對(duì)于支撐平臺(tái)在該打印平面內(nèi)按照與該打印平面對(duì)應(yīng)的切面圖移動(dòng)并且同時(shí)使所述打印溶液或者打印漿料從所述噴頭中擠出，從而打印出與該打印平面對(duì)應(yīng)的切面圖的圖形，并加熱所述圖形使所述圖形固化。

本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述打印材料包括聚合物材料、陶瓷粉末、銀漿和碳材料中的一種或者多種。

本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述溶劑包括N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、甲苯、丙酮和乙醇中的一種或者多種。

本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述打印溶液中打印材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%至30%，所述打印漿料中打印材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%至80%。

本發(fā)明的一些實(shí)施例中，完成了所述打印平面的打印之后，還包括：加熱打印出的物體以去除物體中殘留的溶劑。

本發(fā)明的實(shí)施例中還提供了一種3D打印機(jī)，包括：控制器；儲(chǔ)液裝置，所述儲(chǔ)液裝置用于容納打印溶液或者打印漿料；噴頭，所述噴頭與所述儲(chǔ)液裝置連通；支撐平臺(tái)，所述支撐平臺(tái)用于支撐打印出的物體；位置電機(jī)，所述位置電機(jī)通過第一傳動(dòng)系統(tǒng)連接到所述噴頭或者所述支撐平臺(tái)，使所述噴頭相對(duì)于所述支撐平臺(tái)運(yùn)動(dòng)；擠出電機(jī)，所述擠出電機(jī)通過第二傳動(dòng)系統(tǒng)連接到所述噴頭或者所述儲(chǔ)液裝置，并且驅(qū)動(dòng)所述打印溶液或者打印漿料從所述噴頭擠出；加熱裝置；其中，所述控制器用于：獲取所述物體的多個(gè)切面圖，所述多個(gè)切面圖通過沿著所述物體的打印方向?qū)⑺鑫矬w的三維模型切片而獲得，并且所述多個(gè)切面圖相互平行；控制所述位置電機(jī)依次使所述噴頭相對(duì)于所述支撐平臺(tái)位于多個(gè)打印平面中，其中每個(gè)打印平面平行于所述支撐平臺(tái)，并且所述多個(gè)打印平面依次與所述多個(gè)切面圖一一對(duì)應(yīng)；其中在每個(gè)打印平面中，控制所述位置電機(jī)使所述噴頭相對(duì)于支撐平臺(tái)在該打印平面內(nèi)按照與該打印平面對(duì)應(yīng)的切面圖移動(dòng)并且同時(shí)控制所述擠出電機(jī)使所述打印溶液或者打印漿料從所述噴頭中擠出，從而打印出與該打印平面對(duì)應(yīng)的切面圖的圖形，并控制所述加熱裝置加熱所述圖形使所述圖形固化。