[發(fā)明專利]纖維增強(qiáng)型多噴嘴并行打印裝置和打印方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811387328.8
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109397692A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季鵬凱
• 申請（專利權(quán)）人: 源秩科技（上海）有限公司
• 主分類號: B29C64/165
• 分類號: B29C64/165;B29C64/20;B29C64/209;B29C64/393;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

本發(fā)明涉及一種纖維增強(qiáng)型多噴嘴并行打印裝置和打印方法，打印頭與打印平臺之間可相對移動(dòng)，打印頭包括至少一個(gè)流動(dòng)料噴嘴、至少一個(gè)纖維料噴嘴、流動(dòng)料給料管、纖維料給料管、纖維切斷器和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，流動(dòng)料噴嘴與流動(dòng)料給料管連通，纖維料噴嘴與纖維料給料管連通，纖維切斷器設(shè)于纖維料送料路徑上，至少一個(gè)流動(dòng)料噴嘴和/或至少一個(gè)纖維料噴嘴沿回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，流動(dòng)料噴嘴和纖維料噴嘴能夠沿設(shè)定打印路徑運(yùn)動(dòng)。打印方法：生成各層打印路徑；噴嘴沿設(shè)定層路徑移動(dòng)打?。淮蛴∵^程中對纖維料進(jìn)行切斷；層打印完成調(diào)節(jié)打印頭與平臺間距，重復(fù)路徑打印至模型完成。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)纖維增強(qiáng)高效打印，提升模型強(qiáng)度和精度，提升設(shè)備運(yùn)行可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于3D打印的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種纖維增強(qiáng)型多噴嘴并行打印裝置和打印方法。

背景技術(shù)

3D打印作為一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)、通過逐層打印構(gòu)造物體的方法，包括SLA、DLP、SLS、SLM、3DP和FFF/FDM等多種方式，其中FFF(Fused Filament Fabrication)或FDM方式是一種基于擠出式工藝的3D打印方法，一般通過噴頭(打印頭)與平臺之間在XY平面內(nèi)相對運(yùn)動(dòng)，使得噴頭可以到達(dá)平臺上方一定區(qū)域內(nèi)的任意位置，噴頭在平臺上方運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還按適當(dāng)?shù)乃俣葦D出打印料從而完成一層的打印；在完成一層的打印后打印頭與打印平臺相互遠(yuǎn)離一定的間距，如層厚，再繼續(xù)打印新的一層；逐層堆疊直到形成三維實(shí)體。打印材料一般為可熔融的熱塑材料，建筑泥漿，陶瓷或金屬粉末漿料、食品漿料或生物漿料等。

單一材料打印的三維模型強(qiáng)度一般較低，現(xiàn)有技術(shù)中存在通過混合纖維的方式提升打印模型的強(qiáng)度：其一，在熱塑材料中混合纖維，擠出混合的熱塑性絲材進(jìn)行打印，這種打印方式雖然可以提升一定的模型強(qiáng)度，但由于絲材中主要是離散的短纖維，對強(qiáng)度提升有限；其二，采用一個(gè)噴嘴擠出熱塑性材料，打印出溝槽或一定的結(jié)構(gòu)后再利用另一個(gè)噴嘴在溝槽內(nèi)填充打印連續(xù)的纖維絲材料，一方面分步打印效率低，另一方面打印的熱塑性材料存在部分固化問題導(dǎo)致與纖維絲材料結(jié)合不充分，造成模型強(qiáng)度增強(qiáng)效果不佳；其三，將連續(xù)的纖維材料和熱塑材料通過一個(gè)管路和噴嘴送出，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)纖維材料與熱塑材料的同時(shí)打印，但存在纖維切斷和熱塑材料向纖維送料管路輸送的泄漏密封等問題，影響打印設(shè)備的使用性能。

面對現(xiàn)有技術(shù)中存在的種種技術(shù)問題，有必要開發(fā)出一種新的打印裝置和打印方法，實(shí)現(xiàn)纖維增強(qiáng)的高效打印，提升打印模型的強(qiáng)度和精度，提升設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種纖維增強(qiáng)型多噴嘴并行打印裝置和打印方法，實(shí)現(xiàn)纖維增強(qiáng)的高效打印，提升打印模型的強(qiáng)度和精度，提升設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種纖維增強(qiáng)型多噴嘴并行打印裝置，包括打印頭、打印平臺和控制系統(tǒng)，所述打印頭設(shè)置于打印平臺的上方且打印頭與打印平臺之間能夠沿水平和豎直方向相對移動(dòng)，打印裝置的運(yùn)行通過控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，所述打印頭包括至少一個(gè)流動(dòng)料噴嘴、至少一個(gè)纖維料噴嘴、流動(dòng)料給料管、纖維料給料管、纖維切斷器和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述流動(dòng)料噴嘴與流動(dòng)料給料管連通，所述纖維料噴嘴與纖維料給料管連通，所述纖維切斷器對應(yīng)設(shè)置于纖維料給料管的送料路徑上，至少一個(gè)流動(dòng)料噴嘴和/或至少一個(gè)纖維料噴嘴通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)沿豎向的回轉(zhuǎn)中心與打印平臺相對旋轉(zhuǎn)，所述流動(dòng)料噴嘴和纖維料噴嘴在打印頭與打印平臺之間相對移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)流動(dòng)料噴嘴和/或至少一個(gè)纖維料噴嘴與打印平臺相對旋轉(zhuǎn)的雙重作用下沿設(shè)定的打印路徑運(yùn)動(dòng)。