[實(shí)用新型]一種適用于多材料多工藝3D打印裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620094053.9
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN205310848U
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周雪莉;劉慶萍;任露泉;趙徹;宋正義;劉清榮;李卓識;劉慧力;李冰倩
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B22F3/105;B28B1/00;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張冉昕

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及3D打印領(lǐng)域，特別涉及一種適用于多材料多工藝3D打 印裝置。

背景技術(shù)

3D打印是20世紀(jì)80年代后期逐漸興起的一項(xiàng)新型制造技術(shù)，3D打印 又稱快速成型或增材制造技術(shù)，是將要打印物體的形貌經(jīng)計(jì)算機(jī)建模轉(zhuǎn)換成 可控制移動或打印噴頭的程序，是由計(jì)算機(jī)控制3D打印系統(tǒng)進(jìn)行分層制造、 逐層疊加獲得目標(biāo)三維產(chǎn)品。

粉末床3D打印技術(shù)的成型方法主要包括選擇性激光燒結(jié)(SelectiveLaser Sintering，簡稱SLS)、選擇性激光熔融(SelectiveLaserMelting簡稱SLM) 和三維打印(Three-DimensionalPrinting，簡稱3DP)三種技術(shù)，其原理是將 粉末材料在可以升降的缸內(nèi)鋪設(shè)薄薄一層，之后在特定區(qū)域選擇性的運(yùn)用激 光燒結(jié)或者噴射粘結(jié)劑，使其固化，之后在鋪設(shè)下一層粉末，再固化，如此 循環(huán)層層累積成三維實(shí)體。

近年來，3D打印的迅猛發(fā)展，粉末床3D打印也得到了快速發(fā)展，但多 數(shù)停留在單材均質(zhì)零件的成形層面上，而實(shí)際上大多數(shù)零部件或產(chǎn)品均由多 種材料構(gòu)成，現(xiàn)有粉末床3D打印工藝僅能實(shí)現(xiàn)單一材料的打印，無法實(shí)現(xiàn)多 材料零件以及多材料裝配體的打印，且一種打印裝置僅能實(shí)現(xiàn)一種成型工藝， 現(xiàn)有3D打印多數(shù)都停留在單材均質(zhì)加工方面，不能實(shí)現(xiàn)多材料、多功能制件 3D打印成型技術(shù)，缺少多材料零件3D打印裝置，打印方法復(fù)雜，成型速度 慢，不能直接成型。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是要解決上述現(xiàn)有粉末床3D打印工藝僅能實(shí)現(xiàn)單一 材料的打印，無法實(shí)現(xiàn)多材料零件以及多材料裝配體的打印，一種打印裝置 僅能實(shí)現(xiàn)一種成型工藝，打印方法復(fù)雜，成型速度慢等問題，而提供一種適 用于多材料多工藝3D打印裝置。

本實(shí)用新型是由運(yùn)動床身裝置、感應(yīng)鼓處理裝置、固化裝置、成型臺、 清理器、廢料倉和供料倉組成，成型臺、清理器和供料倉分別設(shè)置運(yùn)動床身 裝置上，廢料倉設(shè)置在清理器下端，感應(yīng)鼓處理裝置和固化裝置分別設(shè)置運(yùn) 動床身裝置內(nèi)；

運(yùn)動床身裝置上具有刮刀；

感應(yīng)鼓處理裝置包括數(shù)個粉盒、數(shù)個磁輥、感光鼓和充電輥，磁輥固定 設(shè)置在粉盒上，充電輥設(shè)置在感光鼓上；

固化裝置包括激光發(fā)生器、3DP打印系統(tǒng)和平板加熱器，激光發(fā)生器、 3DP打印系統(tǒng)和平板加熱器依次設(shè)置在運(yùn)動床身裝置上。

本實(shí)用新型的打印方法如下：

一：建立多材料物體三維模型，并進(jìn)行切片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理，生成STL格 式文件，將此文件輸入3D打印系統(tǒng)中，打印機(jī)運(yùn)用軟件分析得到形狀信息、 材料信息、工藝信息以及機(jī)床工作信息；

二：選擇粉末，將內(nèi)含微小磁性顆粒的金屬或陶瓷粉末(例如鈦合金、 鈷鉻合金、鋁合金、不銹鋼等金屬粉末以及三氧化二鋁等陶瓷粉末)、內(nèi)含 微小磁性顆粒石膏粉末、ABS粉末或尼龍粉末等和內(nèi)含微小磁性顆粒低溫高 分子粉末(例如聚乙烯蠟、松香等)，其中每種粉末內(nèi)微小磁性顆粒占粉末 體積百分比1％-7％，分別將三種粉末裝入指定的粉盒內(nèi)；

三：充電輥帶有電荷，充電輥移動，充電輥與感光鼓對輥，使感光鼓帶 上負(fù)(正)電荷；

四：將形狀信息輸入控制系統(tǒng)中，激光發(fā)生器產(chǎn)生激光束，激光束經(jīng)過 一系列反射鏡反射到感光鼓上，激光可消除感光鼓的電荷，感光鼓上經(jīng)過激 光照射的區(qū)域失去電荷，感光鼓表面未經(jīng)照射的部位上就形成了一個帶電荷 的區(qū)域；

五：將材料信息輸入控制系統(tǒng)中，其中一個粉盒和磁輥移動至貼緊感光 鼓表面的位置，轉(zhuǎn)動磁輥使含有磁性的粉末材料吸附在磁輥表面，粉盒內(nèi)的 粉末材料帶有正(負(fù))電荷；

六：當(dāng)帶有負(fù)(正)電荷的感光鼓與吸附帶有正(負(fù))電荷粉末材料的 磁輥對滾時，感光鼓表面有電荷的部位就吸附著磁性金屬粉末；

七：感光鼓移動至成型臺上，并貼緊成型臺滾動，成型臺上帶有與感光 鼓表面極性相同的電荷，成型臺上的電荷遠(yuǎn)大于感光鼓上的電荷，感光鼓表 面的粉末材料就被吸引到成型臺上；

八：感光鼓移至運(yùn)動床身裝置右側(cè)，清理器將感光鼓的殘留粉末清除；