[發明專利]一種具有增強骨架的異步3D打印方法及裝置

有效

• 申請號: 202010667041.1
• 申請日: 2020-07-13
• 公開（公告）號: CN111823581B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 鑒冉冉;林廣義;史忠鶴;劉彥昌;胡亞菲;劉扶民;梁振寧
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/118;B33Y30/00
• 代理公司: 青島眾譽專利代理事務所(特殊普通合伙) 37411
• 代理人: 李松松

1.一種具有增強骨架的異步3D打印裝置，其特征在于，包括打印注射組件、熔融塑化組件、過渡連接組件、三維移動平臺及控制系統；所述打印注射組件與所述熔融塑化組件通過所述過渡連接組件相連，并將三部分的內部相通，形成熔融物料的流動通道；所述過渡連接組件外有過渡加熱器；所述打印注射組件、所述熔融塑化組件和所述三維移動平臺的各動作工序均受所述控制系統監測和控制；

先通過熔融沉積成型打印半成品，該打印半成品具有上側開口的內部隨形空腔；然后將熔融物料從開口處注射到打印半成品的內部隨形空腔，保壓到熔融物料固化形成增強骨架，最終制得具有增強骨架的3D打印制品；

所述打印注射組件包括打印頭、打印箱體、儲料倉、打印加熱圈和由直線驅動裝置驅動的注射活塞；所述注射活塞滑動安裝于所述打印箱體內，所述打印箱體與所述注射活塞之間形成所述儲料倉，所述儲料倉設于所述熔融物料的流動通道上；所述注射活塞在所述直線驅動裝置的帶動下完成注射動作及調節所述儲料倉的容積；所述打印加熱圈對所述打印箱體進行溫度控制，以保證所述打印箱體內部熔融物料的溫度處于合理范圍；所述打印頭可拆卸地安裝于所述打印箱體上，且所述打印頭上設置有打印口啟閉裝置。

2.根據權利要求1所述的具有增強骨架的異步3D打印裝置，其特征在于，所述直線驅動裝置為伸縮缸，所述伸縮缸的缸體固定安裝于所述打印箱體，所述伸縮缸的缸桿固定連接所述注射活塞。

3.根據權利要求1所述的具有增強骨架的異步3D打印裝置，其特征在于，所述熔融塑化組件包括機筒、塑化加熱器、料斗和由動力裝置驅動的螺桿；所述螺桿包括普通螺紋元件和分流拉伸匯流元件，所述分流拉伸匯流元件對物料進行分流匯流和拉伸流。

4.根據權利要求3所述的具有增強骨架的異步3D打印裝置，其特征在于，所述分流拉伸匯流元件包括分流棱、拉伸上斜面、拉伸下斜面和擾流釘，所述分流棱沿所述螺桿的圓周方向均勻分布有若干個，所述分流拉伸匯流元件處所述螺桿的最大徑向尺寸等于所述普通螺紋元件處所述螺桿的大徑；相鄰所述分流棱之間為所述拉伸上斜面和所述拉伸下斜面，共同構成分流槽，所述拉伸上斜面沿軸向升高，所述拉伸下斜面沿軸向降低，所述拉伸上斜面軸向長度占據所述分流槽軸向長度的二分之一以上，所述拉伸上斜面與所述拉伸下斜面的最高處相接，且最高處略低于所述分流棱的高度；在所述拉伸上斜面和所述拉伸下斜面上分布有若干個所述擾流釘，所述擾流釘的最大高度不高于所述分流棱的高度。

5.根據權利要求4所述的具有增強骨架的異步3D打印裝置，其特征在于，所述分流拉伸匯流元件有多個且串聯排布在所述螺桿上，在相鄰所述分流拉伸匯流元件的排布中，前一所述分流拉伸匯流元件的所述分流棱與后一所述分流拉伸匯流元件的所述分流槽的中心線重合。

6.根據權利要求4所述的具有增強骨架的異步3D打印裝置，其特征在于，所述分流棱與所述螺桿的軸線平行設置；或者所述分流棱與所述螺桿軸線傾斜成一定角度，以適應所述普通螺紋元件螺棱的螺旋方向。

7.根據權利要求3所述的具有增強骨架的異步3D打印裝置，其特征在于，所述分流拉伸匯流元件的端面與所述螺桿軸線垂直設置；或者所述分流拉伸匯流元件的端面與所述螺桿軸線傾斜成一定角度，以適應所述普通螺紋元件螺棱的螺旋方向。

8.根據權利要求1所述的具有增強骨架的異步3D打印裝置，其特征在于，所述三維移動平臺用于承載打印制品，可在所述控制系統的控制下根據打印制品的截面輪廓實現三個自由度的運動；所述打印制品包括堆積部分和內部增強骨架部分，所述內部增強骨架部分根據所述打印制品形狀進行隨形設計。