[發(fā)明專利]一種3D打印方法及用于該方法的3D打印組件和3D打印平臺

有效

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• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111873407B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 趙玉鳳;張福豹;楊建春;金亞云;陳欣元
• 申請（專利權(quán)）人: 南通理工學院
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/194;B26F3/00;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34138
• 代理人: 張福敏

本發(fā)明公開了一種3D打印方法及用于該方法的3D打印組件和3D打印平臺，3D打印方法包括：S1、將打印對象的三維模型分層采集形成單層結(jié)構(gòu)的截面圖像信息并儲存；S2、將液態(tài)光固化材料均勻涂布后再進行冷卻使其凝固；S3、通過水刀噴頭高速噴出液態(tài)光固化材料形成水刀，對固態(tài)光固化材料切割形成模型表面；S4、依據(jù)所述截面圖像信息透射紫外線令所述光固化材料固化為不可逆的固態(tài)結(jié)構(gòu)；S5、打印平臺中的底托板向下移動單位高度；S6、將液態(tài)光固化材料均勻涂布再冷卻使其凝固成可熔化的固態(tài)光固化材料；重復步驟S3至S5，直至打印對象的成品完成。本發(fā)明提高了產(chǎn)品表面的加工精度和粗糙度，減少層疊產(chǎn)生的臺階結(jié)構(gòu)對精度的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種3D打印方法及用于該方法的3D打印組件和3D打印平臺。

背景技術(shù)

3D打印技術(shù)是正在迅猛發(fā)展的新型加工技術(shù)，3D打印較為成熟的工藝是采用立體光固化成形法SLA和數(shù)字光處理法DPL對光敏性的液態(tài)光固化樹脂材料進行照射，通過數(shù)控裝置控制的打印頭投射點狀紫外線，按設計的分層圖樣掃描路徑照射到光固化材料，使其上特定區(qū)域內(nèi)的一層光固化材料受光照激發(fā)發(fā)生化學反應產(chǎn)生不可逆的固化效應，得到每一層的固態(tài)結(jié)構(gòu)，由上至下或由下至上層層疊加、固化融合形成打印的產(chǎn)品。

上述3D打印技術(shù)比較成熟，能形成相對精度較好的產(chǎn)品，但是由于打印技術(shù)仍然是基于分層疊加方式結(jié)合在一起，分層制造存在“臺階效應”，如果要保證符合要求的精度，就要求每個層次的厚度都很薄，但在一定微觀尺度下，仍會形成具有一定厚度的臺階，而且增多打印層數(shù)會大大增加打印的時間，如果層數(shù)不夠多，則臺階必較明顯，如果需要制造的對象表面是圓弧形或斜面結(jié)構(gòu)，那么就會造成精度上的偏差，表面的粗糙度也常常不符合要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種3D打印方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中對于打印目標的表面為圓弧形或斜面結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)在保證較好精度的前提下，打印層數(shù)很多，耗費打印時間較長，并且在一定微觀尺度下，仍會形成具有一定厚度的臺階，因此能達到的精度和粗糙度有限的技術(shù)問題。

所述的3D打印方法，包括下列步驟：

S1、將打印對象的三維模型分割為N層單層結(jié)構(gòu)，并采集單層結(jié)構(gòu)中模型表面上各點的Z向斜度以及單層結(jié)構(gòu)的截面圖像信息并儲存；

S2、將液態(tài)光固化材料均勻涂布在打印平臺上達到單層結(jié)構(gòu)的厚度，再進行冷卻使其凝固成可熔化的固態(tài)光固化材料；

S3、通過水刀噴頭高速噴出液態(tài)光固化材料形成水刀，所述水刀依據(jù)所述單層打印信息對所述固態(tài)光固化材料切割形成模型表面；

S4、依據(jù)所述截面圖像信息透射紫外線令所述光固化材料固化為不可逆的固態(tài)結(jié)構(gòu)；

S5、所述打印平臺中承托所述固態(tài)結(jié)構(gòu)的底托板向下移動單位高度；

S6、將液態(tài)光固化材料均勻涂布在前一層固態(tài)結(jié)構(gòu)上達到單層結(jié)構(gòu)的厚度，再冷卻其凝固成可熔化的固態(tài)光固化材料；

重復步驟S3至S5，直至打印對象的成品完成；

S7、加熱打印平臺上剩余的可熔化的固態(tài)光固化材料進行回收。

優(yōu)選的，所述步驟S5中，所述底托板下降到一定深度對下部的可熔化的固態(tài)光固化材料進行加熱，使其熔化為液態(tài)光固化材料回收，熔化后的上部剩余的固態(tài)光固化材料形成可切割固態(tài)層，所述可切割固態(tài)層的厚度在所述水刀的可精確控制的切割厚度閾值內(nèi)。