[發(fā)明專利]一種多工藝3D打印方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510969355.6
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105415687A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 劉清榮;劉慶萍;任露泉;宋正義;周雪莉;李卓識;趙徹;劉慧力;于征磊;吳越
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B22F3/105;B33Y10/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權代理事務所 44268
• 代理人: 王永文;楊宏

技術領域

本發(fā)明涉及3D打印技術領域，尤其涉及的是一種多工藝3D打印方法。

背景技術

3D打印(3Dprinting),即增材制造、快速成型的一種，它是以數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末、液體、液固混合物、線材、片材等形態(tài)的金屬、高分子、陶瓷、生物材料等，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。它的優(yōu)點是精確的實體復制、材料無限組合、設計空間無限、易于實現(xiàn)復雜結構，這些特點是傳統(tǒng)制造方法無法企及的。

3D打印主要包括以下成型技術：選擇性激光燒結技術（SLS）是按照界面輪廓信息對實心部分粉末進行燒結；選擇性激光熔結技術（SLM）是激光束快速熔化粉末材料并獲得連續(xù)的熔道，可以直接獲得幾乎任意形狀、具有完全冶金結合、高精度的近乎致密金屬零件；三維打印（3DP）技術是使用標準噴墨打印技術，通過將液態(tài)連結體鋪放在粉末薄層上，來層層疊加構造實體，特點是可打印彩色實體；熔融沉積成型技術（FDM）是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭根據(jù)截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺上，快速冷卻后形成一層截面，適合于打印小面積區(qū)域；立體平版印刷技術（SLA）以光敏樹脂為原料，通過激光按分層截面信息在液態(tài)的光敏樹脂表面進行逐點掃描，被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應而固化，該方法主要用于復雜、高精度的精細工件快速成型；DLP激光成型技術和SLA立體平版印刷技術比較相似，不過它是使用高分辨率的數(shù)字光處理器(DLP)投影儀來固化液態(tài)光聚合物，由于每層固化時通過幻燈片似的片狀固化，因此速度比同類型的SLA立體平版印刷技術速度更快；UV紫外線成型技術和SLA立體平版印刷技術也比較相似，不同的是它利用UV紫外線照射液態(tài)光敏樹脂，成型的過程中沒有噪音產(chǎn)生，在同類技術中成型的精度最高。

在梯度材料3D打印技術方面，華南理工大學楊永強等人專利《一種基于鋪粉加工的梯度功能材料制備裝置》（公開號：CN203863022U）公布了一種基于鋪粉的梯度功能材料的制備及3D打印方法，利用此裝置及方法制備的梯度功能材料無明顯的界面或分層，加工過程中可以在基本水平面和垂直面內(nèi)實現(xiàn)梯度變化，具有良好的空間聯(lián)系性。

大多數(shù)物體均具有多材料混合、材料種類形態(tài)繁多等特點，利用現(xiàn)有的單工藝、單材料3D打印工藝方法無法實現(xiàn)該類物體的整體打印成型。

因此，現(xiàn)有技術有待于進一步的改進。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術中的不足之處，本發(fā)明的目的在于為用戶提供一種多工藝3D打印方法，克服現(xiàn)有技術中的3D打印裝置及方法工藝單一，能完成的打印材料單一，無法實現(xiàn)多材料混合成型的物體整體打印的缺陷。

本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種多工藝3D打印方法，其中，包括：

A、建立待3D打印物體的三維模型；

B、對所述三維模型進行分層處理，得到每層截面的材料組分信息和輪廓信息；

C、根據(jù)區(qū)域面積及區(qū)域內(nèi)待打印材料種類的不同，將每層截面劃分為第一粉末材料區(qū)域、梯度材料區(qū)域和第二材料區(qū)域，并且所述第一粉末材料區(qū)域、所述梯度材料區(qū)域和所述第二材料區(qū)域分別對應選擇鋪粉機構、梯度材料打印機構和微滴噴射打印頭機構作為打印機構；

D、在鋪粉機構、梯度材料打印機構及微滴噴射打印頭機構中，分別按照打印區(qū)域及打印材料種類的不同，將不同種類粉末材料或者液體材料裝入相應的料盒；

E、鋪粉機構按照第一粉末材料區(qū)域的輪廓信息，依次將不同種類的粉末材料均勻鋪設到相應的打印區(qū)域，并固化成型；

F、梯度材料打印機構按照梯度材料區(qū)域的輪廓信息，依次將不同種類的粉末材料均勻鋪設到相應的打印區(qū)域，并固化成型；

G、微滴噴射打印頭機構按照第二材料區(qū)域的輪廓信息，依次將材料均勻打印到相應的打印區(qū)域；

H、控制打印工作臺下降一個打印層的厚度，重復步驟E—步驟G，層層疊加，直至打完出完整三維實體。

所述的多工藝3D打印方法，其中，所述第一材料區(qū)域為：區(qū)域面積超出預定面積值的粉末材料區(qū)域的集合；所述第二材料區(qū)域為：多個不同材料種類所處區(qū)域的過渡區(qū)域的集合；所述第二材料區(qū)域為：區(qū)域面積小于或者等于預定面積值的粉末材料區(qū)域、以及非粉末區(qū)域的集合。

所述的多工藝3D打印方法，其中，所述方法步驟中采用的固化成型方法為：選擇性激光燒結、選擇性激光熔結與三維打印中的一種或者幾種。

所述的多工藝3D打印方法，其中，所述步驟E中包括：分別采用選擇性激光燒結方法、選擇性激光熔結和三維打印的方法對第一材料區(qū)域的材料進行固化成型。