[發明專利]一種3D打印設備及3D打印方法

在審

• 申請號: 201811403862.3
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109648844A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海萃鈦智能科技有限公司
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/30;B33Y10/00;B33Y40/00
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 韋志剛

一種3D打印設備，至少包括：3D打印主體和力補償裝置，其中，所述3D打印主體，用于實施3D打印；所述力補償裝置，用于在實施所述3D打印的同時對打印材料進行力補償。同時本申請還涉及一種3D打印方法，本申請中的3D打印設備和3D打印方法，打破了目前自上而下依靠重力堆疊的常規方式，采用了力補償裝置，使其與重力共同配合從而達到打印材料堆疊力可調的目的，可以實現不同材料、不同密度的材料堆疊，擴展了3D打印的應用領域。

技術領域

本發明屬于3D打印裝備領域，具體涉及一種3D打印設備，同時本發明還涉及該 3D打印機的打印方法。

背景技術

隨著智能制造工程、工業4.0等概念的普及，3D打印技術正在變得越來越普及。 3D打印技術最早出現在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術 術的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內裝有液體或粉末 末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來， 最終把計算機上的藍圖變成實物，這打印技術稱為3D立體打印技術。

具體來看，3D打印(英語：3D Printing)，屬于快速成形技術的一種，它是以數 字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層堆疊累積的方式 來構造物體的技術(即“積層造形法”)。過去其常在模具制造、工業設計等領域被 用于制造模型，現正逐漸用于一些產品的直接制造，特別是一些高價值應用(比如髖 關節或牙齒，或一些飛機零部件)已經有使用這種技術打印而成的零部件，意味著“3D 打印”這項技術的普及。

2010年3月，一位名為恩里科·迪尼(Enrico Dini)的發明家設計出了一種神奇的3D打印機，這種打印機比常規方法要快四倍，而且所使用的原料也只有原來的三分之 一到二分之一，更重要的是幾乎不會產生任何廢棄物。這也是3D打印技術的優勢之 一，能夠做到幾乎將原料全部利用，不產生廢料。

與此同時，我們也發現目前傳統的3D打印技術中還存在著一些缺陷：1、在現有 技術中，3D打印采用“分層制造，層層疊加”的增材制造工藝，層與層之間可能存在 壓實不夠，材料無法完全貼合的情況，很難打印出高強度的模型。2、在現有技術中， 由于3D打印模型是從下往上打印，由于重力作用，下方材料受到的壓力要大于上方 材料受到的壓力，可能會導致打印出的模型上下密度不一樣。3、在現有技術中，某些 3D打印材料因冷卻而收縮，自身重力不能克服收縮力，導致材料變形，脫離打印平臺， 模型邊緣卷起。4、在現有技術中，在打印模型較高層時，因為來自打印平臺的熱量不 能達到相應的高度，材料冷卻得更快，因此打印層的粘附性較低，可能會形成裂縫。5、 在現有技術中，3D打印都是從下往上打印，對于有些特定模型，從上端往下端的打印 或者從左/右側向右/左側的打印更加適合。

以上問題中，國內外同行針對其中的某些個問題進行了研究，如針對問題3，國 內外同行通過使用可加熱的打印平臺、打印平臺上添加膠水、使用粘性印刷床、校準 印刷床等方式進行改進，針對問題4，國內外同行有采用梯度升溫、梯度降溫、加裝 冷卻風扇等方式，可以解決或部分解決問題。但以上技術手段均存在一定的局限性， 適用范圍窄。

因此，鑒于目前在3D打印領域中還存在的一些問題，本發明對3D打印設備進行 了進一步的設計和研究。

發明內容

針對以上現有技術中的不足，本發明的目的之一提供一種3D打印設備，通過力 補償裝置很好的解決了目前3D打印領域中的一些問題，同時也拓寬了3D打印的應用 領域。本發明的目的之二是提供了一種3D打印方法，通過力補償裝置的應用，使3D 打印技術應用更加廣。

本發明的目的之一通過下述技術方案得以解決。

一種3D打印設備，至少包括：3D打印主體和力補償裝置，其中，所述3D打印 主體，用于實施3D打印；所述力補償裝置，用于在實施所述3D打印的同時對打印材 料進行力補償。