[發明專利]一種3D打印制備個性化硬質防護服的方法

在審

• 申請號: 201910835285.3
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN110481002A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 曾勇;楊天浩;陳繼民;張萬欣;李猛
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B29C64/10
• 分類號: B29C64/10;B29C64/268;B29C64/379;B29C64/386;B29C64/393;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y50/00;B33Y50/02;A41D13/00
• 代理公司: 11203 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉萍<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明是一種3D打印制備個性化硬質防護服的方法，屬于激光加工、3D打印技術領域。本發明首先利用360°動態掃描儀獲取高精度三維模型數據；之后采用三維建模軟件根據三維數據設計個性化硬質防護服，并在模型設計中加入極小曲面、蜂窩等點陣結構達到減重的目的；模型設計好之后利用激光選區燒結3D打印技術制備個性化硬質防護服，采用3D打印參數：打印印參數層厚0.10?0.18mm；溫度169?171℃；激光功率30?40W；掃描速度3000?3600mm/s；最后利用壓力為0.4?0.8Mpa干燥氣流噴射玻璃珠對個性化硬質防護服進行清理，實現3D打印技術制備個性化硬質防護服。

技術領域

本發明涉及激光加工、3D打印技術領域，特別是設計了一種個性化硬質防護服，并采用選區激光燒結3D打印技術完成個性化硬質防護服一體化制備。

背景技術

近年來，隨著經濟的發展，人類受到潛在傷害的幾率不斷增加，各種防護服不斷的涌現出來，比如隔熱防護服、避火服、化學防護服、電磁輻射防護服、紫外線防護服等，這些防護服均可以實現對人體的防護，讓人免受予傷害。但這些防護服均是針對絕大多數人，并未實現針對個人的個性化制造，因此會存在穿著不合適、不舒服的問題。此外，防護服一般比較厚重，人類穿著行動受限并且不方便，在緊急時刻會造成極大的不便。因此為了穿著合適、舒服、并且輕質，需要實現輕量化和個性化制造。20世紀80年代3D打印技術的出現，為實現防護服輕量化、個性化、定制化制造提供了可能性。3D打印可以從材料和結構兩方面實現輕量化制造，個性化、定制化緣于其特殊的逐層成型方式。

因此，本發明主要采用激光選區燒結3D打印技術設計并制備個性化硬質防護服。從最初的三維數據獲取到模型設計、制備并清理個性化硬質防護服，最后實現個性化硬質防護服的一體化制備。

發明內容

本發明的目的是提供一種3D打印設計并制備個性化硬質防護服的方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現的：

1)掃描模型，獲取三維數據。采用三維動態掃描儀，對人體進行高精度快速360°掃描，掃描儀捕捉速度可達0.15ms，精度＜0.05mm RMS，整個掃描過程在1min之內即可完成；

2)建立模型，根據步驟一獲得的三維數據利用三維建模軟件設計個性化定制防護服。并且防護服的設計采用極小曲面、蜂窩等點陣結構達到減重的目的。

3)利用3D打印技術選區燒結法制備步驟二中設計的個性化定制輕質防護服。打印參數：層厚0.10、0.12、0.18mm；溫度169-171℃；激光功率30-40W；掃描速度3000-3600mm/s。

4)利用噴砂技術清理步驟三中打印好的個性化定制輕質防護服。噴砂中采用玻璃珠，利用高壓氣流對打印件表面進行清理，其氣流為干燥的空氣，氣壓范圍為0.4-0.8Mpa。

本發明是設計一種個性化硬質防護服，并利用激光選區燒結3D打印技術實現其一體化制備。目前尚未出現利用3D打印技術制備個性化硬質防護服的方法。本方法具有明顯的創新性：

1)本方法使用的360°動態掃描儀，可以在1min內獲取精度＜0.05mm RMS的個性化定制三維模型數據；

2)本方法根據上述獲得的三維模型數據利用三維建模軟件設計了帶有極小曲面、蜂窩等點陣結構的個性化輕質硬質防護服，極小曲面結構主要為Batwing結構，孔隙率為75％-80％。蜂窩點陣結構主要采用比強度和比剛度較大的六邊型結構和Kagome型結構；

3)本方法采用選區激光燒結3D打印技術一體化制備個性化硬質防護服。在打印參層厚0.10-0.18mm；溫度169-171℃；激光功率30-40W；掃描速度3000-3600mm/s參數下實現高質量個性化硬質防護服制備；