[發明專利]一種雙向鋪粉3D打印方法

有效

• 申請號: 202111113355.8
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113665106B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 鄢然;李欣飛;夏磊;謝長江;趙青;簡旭;趙澤;李軍超
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: B29C64/165
• 分類號: B29C64/165;B29C64/20;B29C64/321;B29C64/343;B29C64/214;B29C64/386;B29C64/393;B29C64/357;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y50/00;B33Y50/02
• 代理公司: 重慶遠恒專利代理事務所(普通合伙) 50248
• 代理人: 伍倫辰

本發明公開了一種雙向鋪粉3D打印方法，在計算機中將產品沿豎直方向分解為若干層水平的打印層，采用鋪粉裝置水平往返運動并按照每個打印層的厚度逐層鋪粉，在每層鋪粉后采用打印噴頭在該層的產品輪廓范圍內通過噴射粘結劑將粉料凝結，再逐層向上打印并最終獲得產品；其特征在于，在鋪粉裝置一次水平往返運動中鋪設兩層粉末，并在每層粉末上實現至少一次打印。本裝置具有能夠更好地提高打印效率和打印精度，并能夠方便實現在一件產品中打印不同材料，且結構簡單，控制靈活方便等優點。

技術領域

本發明涉及一種增材制造3D打印技術領域，具體涉及一種雙向鋪粉3D打印方法。

背景技術

3D打印(3D?Printing)屬于快速成型技術的一種，又稱增材制造；它是一種以數字模型為基礎，利用激光、熱熔噴嘴等方式將塑料、金屬、陶瓷粉末等材料進行逐層堆積黏結成型來構造物件的技術。近年來，3D打印技術廣泛應用于工業設計、珠寶、汽車、航空航天、牙科和醫療產業、教育等眾多領域都有應用。

目前常見的3D打印機有選區激光熔化SLM?、選擇性激光燒結SLS、三維粉末粘接、熔融層積成型?FDM、等多種類型。其中三維粉末粘接打印，即3DP工藝技術。3DP工藝與SLS工藝類似，是采用粉末材料成形，如陶瓷粉末，金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過燒結連接起來的，而是通過噴頭用粘接劑（如硅膠）將零件的截面“印刷”在材料粉末上面。用粘接劑粘接的零件強度較低，還須后處理。具體工藝過程如下：上一層粘結完畢后，成型缸下降一個打印層厚距離，通常為0.013～0.1mm,供粉缸推出若干粉末，并被鋪粉輥推到成型缸中鋪平。噴頭在計算機控制下，按下一建造截面的成形數據有選擇地噴射粘結劑建造層面。如此周而復始地送粉、鋪粉和噴射粘結劑，最終完成一個三維粉體的粘結打印。未被噴射粘結劑的地方為干粉，在成形過程中起支撐作用，且成形結束后去除。

隨著制造業的進步，很多產品需要在不同的部分采用不同的材料制備，以獲得不同的性能。但目前市場上主流的3D打印機，基本上都是只能采用單一材料進行物件的打印，從而使得3D打印機有了比較大的局限性，無法一次性打印出由二種材料甚至多種材料組成的零件。對于3DP工藝同樣如此。

CN105196549B曾公開一種并行多工位式3D打印機，該發明提出一種新型的適合于快速成型技術的并行多工位式3D打印機，包括計算機、支架、3D打印機組、輸送帶系統。其中3D打印機組是根據需要并排放置多個工位的3D打印機，由計算機進行打印任務調控，實現并行式流水線打印。

上述現有專利的打印機，存在以下不便。1雖然能夠在一個產品中實現多種材料打印，但是采用固定的打印流水線導軌做引導，存在流水線導軌結構復雜，控制調度不便，靈活性差的缺陷。2每層打印前鋪粉時，采用常規的鋪粉輥裝置和粉缸配合完成鋪粉，存在結構復雜、速度慢，鋪粉后表面容易存在波紋，平整度低等缺陷。3具體打印過程是采用經典的打印模式，即每鋪一層粉料，采用打印頭沿該層產品輪廓打印一遍，并逐層打印獲得產品，這樣由于打印用粘結劑的作用限制，每層粉料厚度不能夠太厚，每鋪一層粉料采用打印頭打印一遍，使得打印效率較低；如果增加每層粉料的厚度以提高打印效率，則會導致打印質量和精度的下降，故打印效率和質量精度無法兩全。

為了解決上述第3條缺陷，申請人曾在先申請并在后公開了一種高質量三維粉末粘接3D打印方法，采用一層鋪粉過程中進行兩次打印的方式，提高了打印質量。但其打印效率仍然有待進一步提高。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：怎樣提供一種能夠更好地提高打印效率和打印精度的一種雙向鋪粉3D打印方法，并進一步使其能夠方便實現在一件產品中打印不同材料，且具有結構簡單，控制靈活方便的特點。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：