[發(fā)明專利]多點噴射干式沉淀的3D打印方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010083373.5
• 申請日: 2020-02-09
• 公開（公告）號: CN111283999B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶曉銳
• 申請（專利權(quán)）人: 成都銳美動力科技有限公司
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/386;B29C64/321;B29C64/209;B29C64/35;B29C64/295;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y50/00
• 代理公司: 成都智弘知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51275
• 代理人: 丁亮;陳春

本申請涉及增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多點噴射干式沉淀的3D打印方法。本申請所述打印方法采用至少設(shè)有兩組噴頭的3D打印設(shè)備，所述噴頭具備獨立的供料系統(tǒng)，可噴射出不同的反應(yīng)物，各噴頭向同一位置上噴射多種反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)得到沉淀物和副產(chǎn)物，所述沉淀物沉積得到單層的沉積層，然后通過輔助裝置除去副產(chǎn)物和其他多余物質(zhì)，從而得到干燥和固定組分的單層沉積層，通過上述過程的重復(fù)可以制得最終的打印體。本申請所述方法可以制得常規(guī)增材制造技術(shù)難以制得的特定材料的打印體，另外，本申請所述打印方法相比于濕法打印的沉積造型方法，通過本申請所述方法制得的打印體的沉積層之間不會存在積液，其制品的質(zhì)量更好，使用壽命更長。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多點噴射干式沉淀的3D打印方法。

背景技術(shù)

增材制造技術(shù)又稱3D打印技術(shù)，其出現(xiàn)于二十世紀(jì)末，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)在機(jī)械、建筑，工業(yè)、醫(yī)學(xué)器材等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，另外，3D打印技術(shù)也是我國重點關(guān)注并扶持的高新技術(shù)，因此發(fā)展3D打印技術(shù)具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

現(xiàn)有技術(shù)中，3D打印技術(shù)主要有熔融沉積式、光聚合式、燒結(jié)式、層壓粘結(jié)式等不同的打印成型方式。上述成型方式可適用的原材料種類較少，一般只能對特定樹脂或金屬進(jìn)行加工成型，對于部分無機(jī)非金屬材料來說，難以通過上述方式成型。現(xiàn)有技術(shù)中，有一種通過沉淀積層造型的新型3D打印方式，可以打印多種無機(jī)非金屬材料，然而現(xiàn)有的沉淀積層造型技術(shù)采用濕式打印模式，即反應(yīng)環(huán)境為液相環(huán)境，通過單噴頭向液相中噴射反應(yīng)物形成沉淀物，通過控制噴頭的移動，即可形成具備一定厚度和特定形狀的沉積層，最后通過多個沉積層積層造型即可得到最終產(chǎn)物。該方式較為簡單，但是由于整個過程是在液相中進(jìn)行所以沉積層不易干燥，各沉積層之間必然存在積液，這一定程度上影響了產(chǎn)品的品質(zhì)，另外在濕式打印時，反應(yīng)物和沉淀物容易向溶液中擴(kuò)散，這會導(dǎo)致打印精度的下降。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本申請?zhí)峁┝艘环N多點噴射干式沉積的3D打印方法，所述多點噴射指的是至少采用兩種噴頭噴射不同的反應(yīng)物的噴射方式，所述干式沉積指的是反應(yīng)環(huán)境為非液相的，并且各沉積層之間沒有積液的反應(yīng)沉積方式。具體的，本申請所述打印方法采用至少設(shè)有兩個噴頭的3D打印設(shè)備，所述打印設(shè)備設(shè)有工作臺；各噴頭分別設(shè)有獨立的供料系統(tǒng)；所述噴頭至少在平面內(nèi)移動，所述工作臺至少在垂直平面方向移動；或者是所述工作臺固定，所述噴頭在三維方向復(fù)合移動；所述打印方法步驟如下：

步驟一：切片建模，并設(shè)定噴頭或噴頭和工作臺的動作與移動路徑；

步驟二：向至少兩個噴頭的獨立供料系統(tǒng)中分別加入不同的反應(yīng)物；

步驟三：多個噴頭沿預(yù)設(shè)路徑移動并同時向同一位置噴射反應(yīng)物，其中噴射位置在打印設(shè)備的工作臺或上一層沉積層上，所述反應(yīng)物生成沉淀物或沉淀物和副產(chǎn)物，所述沉淀物形成沉積層；

步驟四：通過加熱裝置和/或吹水裝置和/或負(fù)壓吸引裝置除去副產(chǎn)物和其他多余物質(zhì)；

步驟五：工作臺下移一個沉積層厚度的高度或者噴頭上移一個沉積層厚度的高度；

步驟六：重復(fù)步驟三、步驟四和步驟五直至成型完成，

各反應(yīng)物反應(yīng)生成至少一種沉淀。

可選的，所述反應(yīng)物為液體、氣體、氣溶膠或液溶膠；成型環(huán)境溫度與濕度與反應(yīng)物和生成物相匹配，此處所述的“相匹配”指的是成形環(huán)境的溫度和濕度有利于諸如反應(yīng)物中的溶劑、液體生成物等不需要物質(zhì)的除去，比如當(dāng)溶劑為水，生成物也包括水時，為了便于除去水，可以設(shè)置成形環(huán)境溫度不低于80攝氏度，相對濕度不高于30％，在這種條件下，可以加快除去水的速度，當(dāng)然當(dāng)溶劑或生成物為其他物質(zhì)時，可以根據(jù)其性質(zhì)設(shè)置相匹配的成型理化環(huán)境，以加速除去該物質(zhì)的速度。

可選的，考慮到噴射效果，即考慮到打印精度，所述束狀噴霧的成型半徑不超過0.4mm；各噴頭之間的噴射夾角為60°～120°。