[發明專利]具有支撐材料成型功能的三維打印機及其成型方法

有效

• 申請號: 201710088511.7
• 申請日: 2017-02-19
• 公開（公告）號: CN106626369B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 郭鑫
• 申請（專利權）人: 荊門米豐信息科技有限公司
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/20;B29C64/245;B29C64/393;B29C64/321;B29C64/40;B29C64/307;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.具有支撐材料成型功能的三維打印機的成型方法，三維打印機包括：

打印頭組件；

打印平臺，所述打印頭組件可相對于所述打印平臺沿三維方向獨立地移動；

控制器，分別與所述打印頭組件和所述打印平臺電連接；

其特征在于，

所述打印頭組件包括熔融室，打印材料在所述熔融室內熔融后按照預定程序逐層沉積到所述打印平臺上；

第一動力單元，裝載有發泡劑，所述第一動力單元把所述發泡劑供應至所述熔融室內與所述打印材料混合熔融；

第三打印頭內裝載有粘結劑，第三打印頭用于把粘結劑噴涂在支撐板上；

三維打印機包括支撐板組件，支撐板組件具有連接在一起的移動機構和支撐板，移動機構帶動支撐板相對于打印平臺在三維方向上移動；支撐板的邊緣部為柔性邊緣部；柔性邊緣部還設置有距離傳感器；支撐板為圓形支撐板，圓形支撐板可以繞其圓心周向旋轉；在圓形支撐板上劃分出第一區域、第二區域、第三區域，其中，第一區域在打印第一個三維物體時作為承接支撐部的專用區域，第二區域作為打印第二個三維物體時承接支撐部的專用區域，第三區域在打印第三個三維物體時作為承接支撐部的專用區域；

該成型方法包括下面的步驟：

首先，執行預備步驟，保持三維打印機處于工作狀態；

然后，執行三維物體主體部的成型步驟，所述打印頭組件把打印材料熔融后逐層沉積在所述打印平臺上形成三維物體的主體部；

接著，執行控制器判斷步驟，當所述控制器判斷出需要打印三維物體的支撐部的時候，啟動第一動力單元工作；

接著，執行支撐部打印步驟，所述第一動力單元工作，電機帶動螺桿旋轉后把發泡劑帶入至所述熔融室內與所述打印材料混合熔融形成支撐材料，所述打印材料在加入發泡劑之后體積發生膨脹；所述打印頭組件把混合熔融的所述支撐材料逐層沉積到所述打印平臺上形成所述支撐部；

接著，交替執行上述三維物體主體部的成型步驟、控制器判斷步驟和支撐材料的打印步驟，直至完成整個三維物體的成型；

所述支撐部打印步驟包括初期階段、中期階段和后期階段，在所述初期階段，所述發泡劑以第一流量的速率加入至所述熔融室內，在所述中期階段，所述發泡劑以第二流量的速率加入至所述熔融室內，在所述后期階段，所述發泡劑以第三流量的速率加入至所述熔融室內；所述第一流量大于所述第二流量，所述第二流量大于所述第三流量，所述第三流量為零；

在所述初期階段形成的支撐材料的密度為第一密度，在所述中期階段形成的支撐材料的密度為第二密度，在所述后期階段形成的支撐材料的密度為第三密度；所述第一密度低于所述第二密度，所述第二密度低于所述第三密度，所述第三密度與所述三維物體的主體部密度相同；

其中，在執行主體部的打印步驟，第一打印頭把打印主體材料逐層沉積在打印平臺上至打印平臺上的第一高度，由此形成主體部，在執行該步驟的時候，支撐板距離打印平臺的距離較遠，或者說支撐板不在打印平臺的投影區域內；接著，執行移動支撐板的步驟，控制器發出指令預備打印三維物體的支撐部，支撐板的邊緣部的一部分移動并觸碰至主體部，移動機構帶動支撐板至打印平臺上方的第二高度，支撐板首先以第一速率移動至靠近主體部的豎直部分的位置，柔性邊緣部的傳感器感應到距離主體部的距離小于設定距離后，控制器控制支撐板以第二速率緩慢靠近主體部，直到柔性邊緣部觸碰到支撐部后，支撐板則停止水平方向上的移動；

當打印完成第一個三維物體時，圓形支撐板繞其圓心旋轉一定角度后，使得第二個三維物體的懸空部的投影可以正好在第二區域內，第二區域是干凈的表面，因此作為支撐部的打印；當完成第二個三維物體的打印后，圓形支撐板繞其圓心旋轉一定角度后，使得第三個預備打印的三維物體的懸空部的投影正好在第三區域內，由于第三區域是干凈的表面，因此可以作為第三個三維物體的支撐部的打印區域，第三區域內的支撐部的打印完成后，再完成第三個三維物體的懸空部的打印過程。

2.根據權利要求1所述的具有支撐材料成型功能的三維打印機的成型方法，其特征在于，

所述打印主體材料為PLA三維成型絲料或ABS三維成型絲料或PP三維成型絲料；

所述第一動力單元包括腔體、螺旋送粉棍和電機，所述腔體內設置所述螺旋送粉棍，所述螺旋送粉棍用所述電機驅動，在所述電機的工作下帶動螺旋送粉棍把所述發泡劑帶入至所述熔融室內，所述電機與所述控制器電性連接。

3.根據權利要求1所述的具有支撐材料成型功能的三維打印機的成型方法，其特征在于，

所述打印頭組件包括第一打印頭和第二打印頭：

所述第一打印頭裝載有打印主體材料,所述第一打印頭可相對所述打印平臺沿三維方向獨立地移動；

所述第二打印頭包括所述熔融室,所述熔融室具有第一通孔和第二通孔，打印支撐材料沿所述第一通孔進入所述熔融室內，所述第一動力單元把所述發泡劑沿著所述第二通孔輸送至所述熔融室；

所述打印主體材料為PLA三維成型絲料或ABS三維成型絲料或PP三維成型絲料，所述打印支撐材料為PLA三維成型粉末材料或ABS三維成型粉末材料或PP三維成型粉末材料；

在所述第二通孔的位置設置有電磁閥，所述第一動力單元包括腔體、螺旋送粉棍和電機，所述腔體內設置所述螺旋送粉棍，所述螺旋送粉棍用所述電機驅動，在電機的工作下帶動螺旋送粉棍把所述發泡劑帶入所述熔融室內，所述電機、所述電磁閥均與所述控制器電性連接。