[發明專利]3D打印裝置及用于3D打印的方法

在審

• 申請號: 201880023374.1
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN110536790A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 程義林;弗里曼·陳;楊玉凱
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: B29C64/40
• 分類號: B29C64/40;B29C64/106
• 代理公司: 11006 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 王玉雙<國際申請>=PCT/JP2018

提供了一種3D打印裝置和用于3D打印的方法。3D打印裝置包括第一打印頭和第二打印頭。第一打印頭用于以第一材料打印期望制品。第二打印頭用于以第二材料打印在打印期間用于支撐期望制品的支撐結構。方法包括以下步驟：以第一材料打印期望制品；以第二材料打印在打印期間用于支撐期望制品的支撐結構；以及將期望制品與支撐結構分離。第一材料的溫度從170℃下降到70℃的時間是第一表面冷卻時間，第二材料的溫度從170℃下降到70℃的時間是第二表面冷卻時間，并且第二表面冷卻時間比第一表面冷卻時間短至少15秒。

技術領域

本發明涉及一種3D打印裝置和用于3D打印的方法。

背景技術

使用3D打印和熔融沉積成型技術(Fused Deposition Modeling，FDM)來形成原型或定制產品變得越來越普遍。然而，一個值得注意的問題是在完成3D打印或FDM之后如何將支撐結構與期望制品分離。當支撐結構與期望制品分離時，期望制品和支撐結構之間的大接合應力會對期望制品造成損壞。

發明內容

技術問題

通常，3D打印和FDM使用相同的材料，諸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或聚乳酸(PLA)，以形成期望制品和支撐結構。然而，當期望制品與支撐結構分離時，由相同材料制成的期望制品與支撐結構之間的高接合應力可能容易對期望制品造成損壞。

一種已知的解決方案是使用水溶性塑料諸如聚乙烯醇(PVA)、堿溶性塑料、酸溶性塑料或汽油可溶性塑料作為材料來形成支撐結構。然而，溶解由這些材料制成的支撐結構需要很長時間，并且溶液也引起環境問題。

問題的解決方案

本發明提供一種3D打印裝置。3D打印裝置包括第一打印頭和第二打印頭。第一打印頭用于以第一材料打印期望制品。第二打印頭用于以第二材料打印在打印期間用于支撐期望制品的支撐結構。第一材料具有第一表面冷卻時間，第一表面冷卻時間是第一材料的表面溫度從170℃下降到70℃的時間，第二材料具有第二表面冷卻時間，第二表面冷卻時間是第二材料的表面溫度從170℃下降到70℃的時間，并且第二表面冷卻時間比第一表面冷卻時間短至少15秒。

本發明提供一種3D打印方法。方法包括以下步驟：以第一材料打印期望制品；以第二材料打印在打印期間用于支撐期望制品的支撐結構；以及將期望制品與支撐結構分離。第一材料具有第一表面冷卻時間，該第一表面冷卻時間是第一材料的表面溫度從170℃下降到70℃的時間，第二材料具有第二表面冷卻時間，該第二表面冷卻時間是第二材料的表面溫度從170℃下降到70℃的時間，并且第二表面冷卻時間比第一表面冷卻時間短至少15秒。

附圖說明

圖1是3D打印裝置的一個實施方式的示意圖。

圖2是一個優選實施方式中的第二材料和其他材料的表面冷卻圖。

圖3是不同材料的拉伸試驗圖。

具體實施方式

關于一個實施方式的3D打印裝置3，請參考圖1。3D打印裝置3包括第一打印頭31和第二打印頭32。第一打印頭31用于以第一材料打印期望制品91。第二打印頭32用于以第二材料打印在打印期間用于支撐期望制品的支撐結構92。第一材料具有第一表面冷卻時間，第一表面冷卻時間是第一材料的表面溫度從170℃下降到70℃的時間。第二材料具有第二表面冷卻時間，第二表面冷卻時間是第二材料的表面溫度從170℃下降到70℃的時間。第二表面冷卻時間比第一表面冷卻時間短至少15秒。第二材料從170℃到70℃的第二表面冷卻時間優選地比第一表面冷卻時間短至少25秒，并且進一步優選地比第一表面冷卻時間短至少30秒。通過使用熱成像儀或溫度計測量由3D打印裝置打印的線狀圖案的表面溫度，來執行對表面溫度下降的測量。