[發明專利]一種用于聚合物三維制品增材制造的方法

有效

• 申請號: 201811171650.7
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN109514862B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 陳勃生;陳葉
• 申請（專利權）人: 陳勃生;陳葉
• 主分類號: B29C64/245
• 分類號: B29C64/245;B29C64/255;B29C64/165;B33Y30/00;B33Y10/00
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本發明公開了一種用于聚合物三維制品增材制造的裝置與方法。該裝置主要由物料周邊約束上部、周邊約束下部、物料基板、升降臺、粉料涂敷裝置、噴頭矩陣和高頻交變電磁能量輻射裝置組成。該方法包括：鋪展聚合物粉末、向其上選定區域噴射導磁、導電微粒懸浮液，重復此過程若干次后堆積起具有導磁、導電雙重特性的聚合物粉末集合體，對該集合體整體施以高頻交變磁場，使其升溫、內部聚合物粉末熔融，冷卻后制成聚合物三維制品。

技術領域

本發明涉及聚合物制品增材制造技術領域，尤其是一種用于聚合物三維制品增材制造的方法。

背景技術

增材制造是新型的聚合物制造技術，主要包括粉末床熔融（SLS）、多射流熔融（MJF）、熔融沉積（FFF）、光固化（SLA）和材料直接噴射（POLYJET）等技術。其主要優點在于：能夠制造形狀復雜的物體，適于個性化定制；主要缺點在于：SLS技術需使用激光和振鏡系統，設備制造成本較高；由于該技術成形時采用“分層熱固化”方式，為避免分層冷卻時的變形，不得不提高成形空間工作溫度至材料熔點附近，高溫炙烤大大減少未固化粉末材料的重復使用次數；成形室對溫度分布均勻性要求很高，控溫技術復雜，設備制造成本較高；為避免聚合粉末材料的高溫氧化，需要氣氛保護，因而設備制造成本較高。MJF技術同樣采用“分層熱固化”方式，因而也存在上述SLS技術大部分缺點——成形空間溫度高、控溫技術復雜和需要氣氛保護裝置，以及由此導致的設備制造成本的提高；高溫炙烤大大減少未固化粉末材料的重復使用次數。FFF技術的制成品層間結合強度較差，且需要支撐。SLA技術也需使用激光和振鏡系統，成本較高；需使用光敏樹脂，材料選擇范圍受限。POLYJET技術對噴頭有特殊的要求，成本相對較高。

本發明能避免上述各種聚合物制品增材制造技術的缺點，可用低廉的成本生產出高品質的聚合物制品。

發明內容

一種用于聚合物三維制品增材制造的裝置，主要由物料周邊約束上部（4）、物料周邊約束下部（6）、物料基板（5）、升降臺(7)、可水平移動的粉料涂敷裝置（1）、可水平移動的噴頭矩陣（3）和高頻交變電磁能量輻射裝置（附圖中未標出）組成，其特征在于：物料周邊約束下部（6）及物料基板（5）由非導磁的絕緣材料制成；高頻交變電磁能量輻射裝置另設于一氣密箱體內，可在低于正常大氣壓的負壓下工作；該箱體可防止電磁能量輻射外泄。

優選的，所述一種用于聚合物三維制品增材制造裝置，其特征在于：所述的物料周邊約束上部（4）和物料周邊約束下部（6）豎直放置，二者在水平面內的截面形狀相同且可為需要的任何形狀，但不隨豎直坐標改變。

優選的，所述一種用于聚合物三維制品增材制造裝置，其特征在于：在布料過程結束后，所述的物料基板（5）和物料周邊約束下部（6）可連同其中已布好的材料集合體一道，被無擾動地移入高頻交變電磁能量輻射裝置。

優選的，所述一種用于聚合物三維制品增材制造裝置，其特征在于：所述的高頻交變磁場的頻率為300-2450MH_Z。

一種用于聚合物三維制品增材制造的方法，其特征在于包括如下步驟：