[發明專利]FDM-3D打印的伴隨雕削留頂過度物件的層積方法

有效

• 申請號: 201610975866.3
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN106853676B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 羅天珍
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;B29C64/30;B29C35/16;B33Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

FDM?3D打印的伴隨雕削留頂過度物件的層積方法，屬于機械及加工工藝領域,通過精雕刀進行微量逐層跟隨切削成型件的輪廓,如果無保留將成型過度物件的頂層被雕削后,下一層的物料堆積將面臨在周邊失去支撐無法鋪設的難題，但要保留成型物件的頂部用于對新的熔融鋪層的支撐,流程細節：先生成過盈切片文件，再進行第一輪過盈鋪層過程：邊界雕形過程：留頂精雕過程：第二輪過盈鋪層過程：邊界雕形過程：留頂精雕過程：...........周而復始：直至最后一輪完成最后的鋪層，將頂部不加保留的精雕處理，完成全部物件打印成型工作；可以廣泛應用于FDM?3D的各種打印機中。

[技術領域]

本發明屬于機械及加工工藝領域,確切的講是伴隨著逐層堆積得3D成型過程,通過精雕刀進行微量逐層跟隨切削成型件的輪廓,但要保留成型物件的頂部用于對新的熔融鋪層的支撐,而獲得的更為精準而光滑的成型物件的FDM等方式的3D打印方法。

[背景技術]

FDM：熔融沉積成型技術是，熔融沉積成型工藝(Fused Deposition Modeling，FDM)是繼LOM工藝和SLA工藝之后發展起來的一種3D打印技術。該技術由Scott Crump于1988年發明，隨后Scott Crump創立了Stratasys公司。1992年，Stratasys公司推出了世界上第一臺基于FDM技術的3D打印機——“3D造型者(3D Modeler)”，這也標志著FDM技術步入商用階段。

FDM成型原理相對簡單，結構部分包括:XOY軸平面尋址行走機械系統、Z軸垂直尋址行走機械系統、擠出機組件、送料系統、電控系統、打印物件承載臺及操作面板等部分.

打印之前FDM 3D打印機內置軟件自動讀取3D模型數據并將其分層,分層之后，經過高溫熔化的液態通過擠出機的噴口擠出，擠出后遇冷迅速凝結固化，然后通過擠出機在平面上的擺動以及打印板向下位移形成立體實物。

3D打印需要經過3D掃描、3D建模的過程，最終完成3D打印成品。當然，基于FDM成型技術的3D打印機也不例外。除去3D掃描、3D建模過程，就3D打印本身而言，FDM成型技術一般經過以下環節。首先FDM軟件對3D模型數據進行分析、分層，生成打印路徑以及支撐路徑。其次，擠出機和打印平臺會升至3D模型設置的溫度。

最后，打印過程中，擠出機在平面上的位移以及打印平臺上下位移會形成一個三維空間，擠出機和打印平臺根據生成的路徑進行打印。在打印過程中，擠出機完成一個平面上的打印任務后，打印平臺自動下降一層，擠出機繼續打印。循環往復直至成品的完成。

在打印過程中，插入擠出機的線材會迅速融化，通過擠出機擠出瞬間凝結。擠出機溫度較高，根據材料的不同以及模型設計溫度的不同，擠出機的溫度相對也不同。為了防止打印物體翹邊等問題的出現打印平臺一般為加熱，打印平臺上一般覆蓋粘貼紙以便于打印成品的剝離。

熔融沉積成型的原理如下：先是向計算機輸入切片文件(截面輪廓信息),切片的厚度一般選取為:0.1-0.6毫米之間；加熱噴頭在計算機的控制下，根據產品零件的(切片)截面輪廓信息，作X-Y平面運動，熱塑性絲狀材料由供絲機構送至熱熔噴頭，并在噴頭中加熱和熔化成半液態，然后被擠壓出來，有選擇性的涂覆在工作臺上，快速冷卻后形成一層大約0.127mm厚的薄片輪廓。一層截面成型完成后工作臺下降一定高度，再進行下一層的熔覆，好像一層層畫出截面輪廓，如此循環，最終形成三維產品零件。

目前的FDM-3D技術與精雕技術(CNC)的結合還沒有一個在成本，效果能盡善盡美的方案。

下面通過,以開源軟件的版本為例對切片的程序操作進行說明: