[發明專利]三維打印用的支撐裝置以及三維打印方法有效

申請號：	201610157030.2	申請日：	2016-03-18
公開（公告）號：	CN105711095B	公開（公告）日：	2017-09-29
發明（設計）人：	沈洪垚;葉瀟祥;孫嘉振;鄒一飛;朱雨賀	申請（專利權）人：	浙江大學
主分類號：	B29C64/40	分類號：	B29C64/40;B29C64/118;B33Y30/00
代理公司：	杭州天勤知識產權代理有限公司33224	代理人：	徐敏
地址：	310027 浙***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	三維打印支撐裝置以及方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及三維打印技術領域，特別涉及三維打印用的支撐裝置以及三維打印方法。

背景技術

熔積成型三維打印(FDM)技術是指將打印材料加熱到某一超過材料熔點的溫度之后，材料熔化為粘性半液態。通過噴嘴擠出打印材料，接觸到平臺或者之前打印的材料后降溫凝固，形成一層固體。在程序的控制下，反復這一過程，一層一層堆疊出要求的三維模型的固體結構，是目前應用最廣的三維打印技術。

FDM的工作原理是將加工成絲狀的熱熔融材料(ABS、PLA、蠟等)經送絲機構送進熱熔噴嘴，在噴嘴內絲狀材料被加熱熔融，同時噴頭沿零件層片輪廓和填充軌跡運動，并將熔融材料擠出，使其在沉積在工作臺上指定的位置后凝固成型，與前一層已成型的材料粘結層層堆積最終形成產品模型。

根據其工作原理可以將FDM系統分為五個部分：噴頭、送絲機構、運動機構、加熱臺、工作臺。目前，FDM技術已廣泛應用于機械、汽車、航空航天、醫療、藝術和建筑等行業，在產品開發，零件制造方面有著快速、簡便、準確的特點，大大簡化了加工工藝，縮短產品周期，并在一些復雜零件、功能零件的制造方面較傳統制造工藝有著極大的優越性。

同時，FDM技術還存在著一些局限性，當需要打印的模型中存在懸空部時(模型中的某一部分之下是空的，如橋梁)，熔化材料擠出后無處固著也就無法成形，為了解決該問題，打印機需要先打印足夠的支撐模塊，支撐模塊獨立于需打印的模型，為需打印的模型的懸空部提供固著點。模型打印完成后，懸空部凝固為固體，此時便可將支撐模塊去除。

支撐模塊必需滿足兩個條件，一是結構穩固，能為需打印的模型的懸空部提供足夠且穩定的支撐力；二是易于去除，不能與需打印的模型粘合太緊，以致模型凝固后無法剝離。但是這種支撐結構耗費時間，浪費絲料，而且去除不便。

目前可以通過改進材料或是改進打印時的工藝路線來減少支撐結構，例如申請公布號CN 105058798 A的專利文獻公開了一種熔積成型三維打印的支撐模塊及其生成方法。所述支撐模塊用于支撐需三維打印的模型的懸空部。所述支撐模塊包括相互間隔排布的多個支撐單元，以對一個所述懸空部提供多個固著點。該支撐模塊相較于以往的支撐模塊，能夠在保持支撐的性能的同時，更加易于從模型的懸空部去除。

但是新型材料價格昂貴，而改進工藝會導致程序復雜，使開源引擎不能滿足打印要求。

發明內容

本發明提供了一種三維打印用的支撐裝置，通過可升降的支撐板代替原有的需要打印和分離的支撐模塊，簡化了原有的程序，提高了打印效率，同時解決了絲料浪費的問題。

一種三維打印用的支撐裝置，包括：

機架；

支撐單元，由多塊支撐板拼接組成，布置在三維打印機的三維成型區域的正下方；

升降單元，安裝在機架上，用于驅動所述支撐板移動到各個所需的支撐位置支撐所要打印的三維模型。

本發明的支撐裝置在三維打印機的三維成型區域的正下方設置由多塊支撐板拼接組成的支撐單元，并設置升降單元控制所述支撐板移動到各個所需的支撐位置支撐所要打印的三維模型，從而替代現有的打印支撐，結構簡單，使用方便，節省打印材料，簡化打印程序，有效提高打印效率。

為了便于計算、控制和安裝制造，優選的，所述支撐板為矩形且多塊支撐板矩陣排布。矩陣排布結構簡單，不僅便于制造安裝，同時還更易進行自動控制。

為了方便使用同時降低控制的計算量，優選的，所述矩陣排布的大小為3～12×3～12。

為了提高升降單元的控制精度，優選的，所述升降單元包括位于支撐單元正下方的多個對應所述支撐板布置的升降機構，每個升降機構包括：

旋轉動力源；可以采用便于采購到的直線步進電機。