[發(fā)明專利]一種提高打印件強度韌性的3D打印成型工藝方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711266010.X
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108016032B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊興;高暉;鄭生文;湛紅波;陳建;丁振
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西艾盛創(chuàng)制科技有限公司
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/20;B29C64/209;B29C64/188;B29C64/336;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 北京律譜知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11457
• 代理人: 孫紅穎

本發(fā)明公開了一種提高打印件強度韌性的3D打印成型工藝方法和裝置，通過包括插針、擠出頭、擠出頭座及加熱器、3D打印耗材送絲機的3D打印裝置，在3D打印擠出送絲過程中，同步進行高速插針運動，利用插針刺穿打印層及打印底層，所述打印層及所述打印底層在插針位置形成凹狀壓卯結(jié)構(gòu)。本發(fā)明相較傳統(tǒng)3D打印成型擠出裝置可有效提高成型構(gòu)件的抗疲勞性、強度及韌性，使打印件更穩(wěn)定穩(wěn)固；同時該裝置可模塊化替換現(xiàn)有熔融沉積3D打印機擠出系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及3D打印成型領(lǐng)域，尤其涉及一種提高打印件強度韌性的3D打印成型工藝方法和裝置。

背景技術(shù)

采用熔融沉積工藝形式進行3D打印時，發(fā)現(xiàn)一般成型樣件存在層與層粘附強度不足，并且整體抗拉性能及韌性相較注塑件有較大距離。因此嚴(yán)重限制該成型工藝技術(shù)的3D打印機在實際生產(chǎn)中的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：3D打印件中層與層間粘接強度不足，使用過程中層與層易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在層與層位置產(chǎn)生剝離現(xiàn)象。為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種提高打印件強度韌性的3D打印成型工藝方法和裝置，是一種在打印過程中可同步實施的可顯著提高打印件強度韌性的打印件增強處理工藝裝置。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)裝置實現(xiàn)的：

一種提高打印件強度韌性的3D打印成型工藝方法，其特征在于，在3D打印擠出送絲過程中，同步進行高速插針運動，通過插針刺穿打印層及打印底層，所述打印層及所述打印底層在插針位置形成凹狀壓卯結(jié)構(gòu)。

為實現(xiàn)上述工藝方法，本發(fā)明還提供了一種提高打印件強度韌性的3D打印裝置，其特征在于，所述3D打印裝置包括插針、擠出頭、擠出頭座及加熱器、3D打印耗材送絲機；

所述插針從所述擠出頭座及加熱器上方進入所述擠出頭座及加熱器內(nèi)，經(jīng)所述擠出頭座及加熱器進入所述擠出頭的擠出口中，所述插針上下運動，能夠向下伸出所述擠出頭；所述擠出頭座及加熱器為通腔結(jié)構(gòu)，分別與所述擠出頭和所述3D打印耗材送絲機內(nèi)腔相通；所述擠出頭固定于所述擠出頭座及加熱器底端；所述3D打印耗材送絲機設(shè)置在所述擠出頭座及加熱器上方，3D打印耗材由所述3D打印耗材送絲機驅(qū)動，進入所述擠出頭座及加熱器中，受熱融化后，由所述擠出頭擠出。

進一步地，所述3D打印結(jié)構(gòu)中還包括高速直流馬達，所述高速直流馬達的輸出軸與所述插針相連，所述高速直流馬達帶動所述插針上下運動。

進一步地，所述3D打印結(jié)構(gòu)中還包括插針鉸鏈，所述高速直流馬達的輸出軸通過所述插針鉸鏈與所述插針相連。

進一步地，所述擠出頭座及加熱器的通腔結(jié)構(gòu)包括豎直腔、進料腔和擠出腔，所述豎直腔和所述進料腔分別位于所述擠出腔上方；所述插針穿過豎直腔和擠出腔進入所述擠出頭擠出口中；所述3D打印耗材送絲機的出料孔與所述擠出頭座及加熱器的進料腔相通；所述擠出頭的內(nèi)腔與所述擠出頭座及加熱器的擠出腔相通。

進一步地，所述3D打印耗材送絲機為多個，多種所述3D打印耗材分別經(jīng)所述3D打印耗材送絲機驅(qū)動同時或單獨進入所述擠出頭座及加熱器的擠出腔中。

進一步地，所述擠出頭座及加熱器設(shè)有多個相應(yīng)的進料腔，分別與所述3D打印耗材送絲機的出料孔相通。

進一步地，所述插針為多個，多個所述插針根據(jù)所述擠出頭的擠出口形狀分布，同時上下運動。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過插針刺穿打印層及打印底層，在插針位置形成凹狀壓卯結(jié)構(gòu)，該凹狀壓卯結(jié)構(gòu)增加了打印件中層與層的接觸面積，增加粘結(jié)強度；在刺穿過程中，使兩層材料形成部分混合，提高了結(jié)合處的強度，使其在受外力時，其應(yīng)力可有效經(jīng)過該系列凹狀壓卯微觀結(jié)構(gòu)向打印樣件的上層及其下層分散，改善應(yīng)力集中。