專利名稱：免開?？焖俪尚椭圃煜到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種快速成型技術(shù)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)階段，為了完善設(shè)計(jì)方案、獲得客戶認(rèn)可，一般要制作實(shí)物模型，從而據(jù)此進(jìn)行產(chǎn)品外觀確認(rèn)和功能測(cè)試等。然而制作實(shí)物模型往往要開模，無疑會(huì)增加開發(fā)成本，同時(shí)由于模具開發(fā)需要時(shí)間，必然會(huì)延長(zhǎng)開發(fā)周期。在進(jìn)行小批量產(chǎn)品(例如:紀(jì)念品、限量版的產(chǎn)品、小批量的訂制品等)的制作過程中，只要涉及到開模的，制作成本就會(huì)相對(duì)較高。三維打印機(jī)是集機(jī)械、控制及計(jì)算機(jī)等技術(shù)為一體的機(jī)電一體化系統(tǒng)，主要由機(jī)械系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、分層軟件組成。其中還需要成形材料，三維打印時(shí)需要對(duì)成形材料有兩個(gè)方面的基本要求:要求成形材料應(yīng)具有可成形性；要求保證成型件的質(zhì)量和使用性能。而現(xiàn)有的成形材料已經(jīng)成為阻礙快速成形技術(shù)發(fā)展的重要因素之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種免開?？焖俪尚椭圃煜到y(tǒng)，以解決上述技術(shù)問題。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):免開模快速成型制造系統(tǒng)，包括三維打印機(jī)主體，所述三維打印機(jī)主體包括一打印平臺(tái)、成形材料鋪設(shè)裝置、打印噴頭，其特征在于，所述成形材料鋪設(shè)裝置包括至少一個(gè)用于放置不飽和樹脂的第一儲(chǔ)料裝置；所述打印噴頭通過連接管連接至少一個(gè)用于放置未固化的光固化劑的第二儲(chǔ)料
裝置；所述打印平臺(tái)包括一用于承接打印物料的承接裝置，所述成形材料鋪設(shè)裝置可以伸入所述承接裝置內(nèi)，所述打印噴頭位于所述承接裝置上方，且所述打印噴頭朝向所述承
接裝置；還包括一用于發(fā)出紫外線的紫外發(fā)射裝置，所述紫外發(fā)射裝置朝向所述承接裝置內(nèi)。所述承接裝置內(nèi)還可以設(shè)有一盆裝的承接盤或盒狀的承接盒，所述承接盤或承接盒與所述腔體可拆卸連接。本實(shí)用新型擯棄了傳統(tǒng)打印所需的成形材料，而是采用不飽和樹脂，結(jié)合未固化的光固化劑和紫外線照射，使不飽和樹脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)固化效果，最終形成三維實(shí)體。這種成形方式具有固化速度快、生產(chǎn)效率高、有機(jī)揮發(fā)分少、抗壓力強(qiáng)、經(jīng)久耐用、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。所述打印平臺(tái)設(shè)有一腔體，可以以所述腔體作為所述承接裝置。所述承接裝置還可以是一盆裝的承接盤或盒狀的承接盒，所述承接盤或承接盒置于所述腔體內(nèi)，與所述腔體可拆卸連接。為防止光固化劑受光照射發(fā)生反應(yīng)，第二儲(chǔ)料裝置外裹有遮光層。所述打印噴頭為在打印平臺(tái)沿打印方向三維移動(dòng)的打印噴頭。以打印立體物品。所述不飽和樹脂的鋪設(shè)也可以采用噴射的方式:所述成形材料鋪設(shè)裝置包括一噴嘴，所述噴嘴通過連接管連接第一儲(chǔ)料裝置。本實(shí)用新型的成形材料鋪設(shè)裝置也采用噴嘴噴出的形式，通過在已噴出未固化的光固化劑的不飽和樹脂層上采用噴嘴噴出的方式鋪設(shè)另一層不飽和樹脂層，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)鋪設(shè)均勻，還可以通過噴嘴的噴力使以噴的未固化的光固化劑與正在噴的不飽和樹脂連接混合緊密，最終成形的三維實(shí)體牢固可靠，使用壽命長(zhǎng)。作為一種優(yōu)選方案，所述成形材料鋪設(shè)裝置還包括一鋪設(shè)輥，所述鋪設(shè)輥在所述打印平臺(tái)上方沿一水平方向移動(dòng)。在噴嘴噴射了一層不飽和樹脂層后，可以通過鋪設(shè)輥對(duì)不飽和樹脂層進(jìn)行平整。所述成形材料鋪設(shè)裝置還包括一刮平器，所述刮平器在所述打印平臺(tái)上方可沿水平方向移動(dòng)，在鋪設(shè)一層不飽和樹脂層后，采用所述刮平器刮平不飽和樹脂層。作為另一種優(yōu)選方案，所述成形材料鋪設(shè)裝置是一鋪設(shè)輥，所述鋪設(shè)輥中空，所述鋪設(shè)輥在所述打印平臺(tái)上方沿一水平方向移動(dòng)，所述鋪設(shè)輥上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)出料孔，所述鋪設(shè)輥通過送料裝置連接第一儲(chǔ)料裝置。鋪設(shè)輥在打印平臺(tái)上方沿一水平方向移動(dòng)時(shí)，材料從出料孔出料，鋪設(shè)在打印平臺(tái)上。所述打印噴頭有復(fù)數(shù)個(gè)，所述第二儲(chǔ)料裝置包括復(fù)數(shù)個(gè)儲(chǔ)料罐，每個(gè)所述儲(chǔ)料罐聯(lián)通一個(gè)打印噴頭，至少一個(gè)儲(chǔ)料罐是用于放置混有染料的未固化的光固化劑的儲(chǔ)料罐。復(fù)數(shù)個(gè)打印噴頭噴射不同顏色的未固化的光固化劑。以使最終成形的三維實(shí)體為彩色。所述噴嘴有復(fù)數(shù)個(gè)，所述第一儲(chǔ)料裝置包括復(fù)數(shù)個(gè)儲(chǔ)料罐，每個(gè)所述儲(chǔ)料罐聯(lián)通一個(gè)所述噴嘴，至少一個(gè)儲(chǔ)料罐是用于放置混有染料的不飽和樹脂的儲(chǔ)料罐。復(fù)數(shù)個(gè)噴嘴噴射不同顏色的不飽和樹脂。以使最終成形的三維實(shí)體為彩色。所述紫外發(fā)射裝置為至少兩個(gè)，至少兩個(gè)所述紫外發(fā)射裝置圍繞所述打印平臺(tái)設(shè)置，至少兩個(gè)所述紫外發(fā)射裝置均朝所述打印平臺(tái)方向照射，且至少兩個(gè)所述紫外發(fā)射裝置發(fā)射的紫外線覆蓋所述打印平臺(tái)的周圍。

圖1為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參照?qǐng)D1，免開?？焖俪尚椭圃煜到y(tǒng)，包括三維打印機(jī)主體，三維打印機(jī)主體包括打印平臺(tái)1、成形材料鋪設(shè)裝置、打印噴頭2等。成形材料鋪設(shè)裝置包括至少一個(gè)用于放置不飽和樹脂的第一儲(chǔ)料裝置。打印噴頭2通過連接管連接至少一個(gè)用于放置未固化的光固化劑的第二儲(chǔ)料裝置。打印平臺(tái)包括一用于承接打印物料的承接裝置，成形材料鋪設(shè)裝置可以伸入承接裝置內(nèi)，打印噴頭位于承接裝置上方，且打印噴頭朝向承接裝置。還包括一用于發(fā)出紫外線的紫外發(fā)射裝置，紫外發(fā)射裝置朝向承接裝置。本實(shí)用新型擯棄了傳統(tǒng)打印所需的成形材料，而是采用不飽和樹脂，結(jié)合未固化的光固化劑和紫外線照射，使不飽和樹脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)固化效果，最終形成三維實(shí)體。這種成形方式具有固化速度快、生產(chǎn)效率高、有機(jī)揮發(fā)分少、抗壓力強(qiáng)、經(jīng)久耐用、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。第一儲(chǔ)料裝置內(nèi)所放置的材料還包括已發(fā)泡的發(fā)泡劑，還可以包括增強(qiáng)纖維。以便減輕三維實(shí)體的重量、增強(qiáng)三維實(shí)體的強(qiáng)度。還包括一打印框架3，打印平臺(tái)I位于打印框架3內(nèi)，打印平臺(tái)I相對(duì)于打印框架3做上下升降運(yùn)動(dòng)。打印噴頭2為在打印平臺(tái)I沿打印方向二維或三維移動(dòng)的打印噴頭2。不飽和樹脂的鋪設(shè)也可以采用噴射的方式:成形材料鋪設(shè)裝置包括一噴嘴，噴嘴通過連接管連接第一儲(chǔ)料裝置。噴嘴采用一二維移動(dòng)的噴嘴，二維移動(dòng)為水平和前后移動(dòng)，噴嘴朝向打印平臺(tái)I。本實(shí)用新型的成形材料鋪設(shè)裝置也采用噴嘴噴出的形式，通過在已噴出未固化的光固化劑的不飽和樹脂層上采用噴嘴噴出的方式鋪設(shè)另一層不飽和樹脂層，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)鋪設(shè)均勻，還可以通過噴嘴的噴力使以噴的未固化的光固化劑與正在噴的不飽和樹脂連接混合緊密，最終成形的三維實(shí)體牢固可靠，使用壽命長(zhǎng)。成形材料鋪設(shè)裝置還可以包括一鋪設(shè)輥4，鋪設(shè)輥4在打印平臺(tái)I上方沿一水平方向移動(dòng)。在噴嘴噴射了一層不飽和樹脂層后，可以通過鋪設(shè)輥4對(duì)不飽和樹脂層進(jìn)行平整。成形材料鋪設(shè)裝置也可以僅僅包括一鋪設(shè)輥4，鋪設(shè)輥4中空，述鋪設(shè)輥4在打印平臺(tái)I上方沿一水平方向移動(dòng)，鋪設(shè)輥4上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)出料孔，鋪設(shè)輥4通過送料裝置連接第一儲(chǔ)料裝置。鋪設(shè)輥4在打印平臺(tái)I上方沿一水平方向移動(dòng)時(shí)，材料從出料孔出料，鋪設(shè)在打印平臺(tái)I上。成形材料鋪設(shè)裝置也可以僅僅包括一鋪設(shè)輥4，通過鋪設(shè)輥4采用輥涂的方式將材料鋪設(shè)到打印平臺(tái)I上。成形材料鋪設(shè)裝置還包括一刮平器，刮平器在打印平臺(tái)上方沿水平方向移動(dòng)，在鋪設(shè)一層不飽和樹脂層后，采用刮平器刮平不飽和樹脂層。打印噴頭2可以采用復(fù)數(shù)個(gè)，第二儲(chǔ)料裝置包括復(fù)數(shù)個(gè)儲(chǔ)料罐，每個(gè)儲(chǔ)料罐聯(lián)通一個(gè)打印噴頭2，至少一個(gè)儲(chǔ)料罐內(nèi)的未固化的光固化劑是混有染料的未固化的光固化劑。復(fù)數(shù)個(gè)打印噴頭2噴射不同顏色的未固化的光固化劑。以使最終成形的三維實(shí)體為彩色。噴嘴也可以采用復(fù)數(shù)個(gè)，第一儲(chǔ)料裝置包括復(fù)數(shù)個(gè)儲(chǔ)料罐，每個(gè)儲(chǔ)料罐聯(lián)通一個(gè)噴嘴，至少一個(gè)儲(chǔ)料罐內(nèi)的不飽和樹脂是混有染料的不飽和樹脂。復(fù)數(shù)個(gè)噴嘴噴射不同顏色的不飽和樹脂。以使最終成形的三維實(shí)體為彩色。紫外發(fā)射裝置為至少兩個(gè)，至少兩個(gè)紫外發(fā)射裝置圍繞打印平臺(tái)I設(shè)置，至少兩個(gè)紫外發(fā)射裝置均朝打印平臺(tái)I方向照射，且至少兩個(gè)紫外發(fā)射裝置發(fā)射的紫外線覆蓋所印平臺(tái)I的周圍。免開?？焖俪尚椭圃煜到y(tǒng)可以進(jìn)行三維實(shí)體的打印，本實(shí)用新型的打印方法可以采用三種不同的方式進(jìn)行打印:第一種形式:I)建立計(jì)算機(jī)實(shí)體模型，進(jìn)行切片分層；2)通過打印平臺(tái)I進(jìn)行打印，按照每層的成型信息，首先在打印平臺(tái)I上形成一層不飽和樹脂層，然后打印噴頭2做設(shè)定的打印運(yùn)動(dòng)，將未固化的光固化劑噴射到不飽和樹脂層上；3)打印平臺(tái)I下降一層后，重復(fù)步驟2)，層層疊加，直到完成所有的分層；4)上升打印平臺(tái)1，啟動(dòng)紫外照射，光固化后，成型完畢，形成三維實(shí)體。5)進(jìn)行后處理:從打印平臺(tái)I上取出三維實(shí)體，進(jìn)行打磨、涂掛。第二種形式:I)建立計(jì)算機(jī)實(shí)體模型，進(jìn)行切片分層；2)通過打印平臺(tái)I進(jìn)行打印，按照每層的成型信息，首先在打印平臺(tái)I上形成一層不飽和樹脂層，然后打印噴頭2做設(shè)定的打印運(yùn)動(dòng)，將未固化的光固化劑噴射到不飽和樹脂層上；3)啟動(dòng)紫外照射，實(shí)現(xiàn)逐層逐漸固化；打印平臺(tái)I下降一層后，重復(fù)步驟2)，層層疊加，直到完成所有的分層。4)進(jìn)行后處理:從打印平臺(tái)I上取出三維實(shí)體，進(jìn)行打磨、涂掛。第三種形式:I)建立計(jì)算機(jī)實(shí)體模型，進(jìn)行切片分層；2)通過打印平臺(tái)I進(jìn)行打印，按照每層的成型信息，首先在打印平臺(tái)I上形成一層不飽和樹脂層，然后打印噴頭2做設(shè)定的打印運(yùn)動(dòng)，將未固化的光固化劑噴射到不飽和樹脂層上；3)打印平臺(tái)I下降一層后，重復(fù)步驟2)，層層疊加，疊加到一設(shè)定層數(shù)后，啟動(dòng)紫外照射，實(shí)現(xiàn)數(shù)層固化；層次疊加，直到完成所有的分層。4)進(jìn)行后處理:從打印平臺(tái)I上取出三維實(shí)體，進(jìn)行打磨、涂掛。第二種方式和第三種方式可以避免結(jié)構(gòu)過于龐大的打印物品，在啟動(dòng)紫外照射時(shí)，光線難以透射的問題。步驟2)中，采用噴嘴噴射出一層不飽和樹脂層。本實(shí)用新型的不飽和樹脂層包括不飽和樹脂、已發(fā)泡的發(fā)泡劑，還可以增加一定量的增強(qiáng)纖維。增強(qiáng)纖維的用量可以根據(jù)三維實(shí)體的制作需要添加。實(shí)施方式一:參照?qǐng)D1，打印平臺(tái)I設(shè)置在打印框架3內(nèi)，打印過程如下:I)鋪設(shè):打印平臺(tái)I上通過鋪設(shè)輥4鋪設(shè)一層不飽和樹脂層。2)打印:打印噴頭2做設(shè)定的打印運(yùn)動(dòng)，將未固化的光固化劑噴射到不飽和樹脂層上，并啟動(dòng)紫外照射，實(shí)現(xiàn)固化。3)打印平臺(tái)I下降一層。4)循環(huán)步驟I) _3)，直至完成最后一層噴射。5)從打印平臺(tái)I上取出三維實(shí)體5。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.免開?？焖俪尚椭圃煜到y(tǒng)，包括三維打印機(jī)主體，所述三維打印機(jī)主體包括一打印平臺(tái)、成形材料鋪設(shè)裝置、打印噴頭，其特征在于，所述成形材料鋪設(shè)裝置包括至少一個(gè)用于放置不飽和樹脂的第一儲(chǔ)料裝置； 所述打印噴頭通過連接管連接至少一個(gè)用于放置未固化的光固化劑的第二儲(chǔ)料裝置； 所述打印平臺(tái)包括一用于承接打印物料的承接裝置，所述成形材料鋪設(shè)裝置可以伸入所述承接裝置內(nèi)，所述打印噴頭位于所述承接裝置上方，且所述打印噴頭朝向所述承接裝置； 還包括一用于發(fā)出紫外線的紫外發(fā)射裝置，所述紫外發(fā)射裝置朝向所述承接裝置內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免開?？焖俪尚椭圃煜到y(tǒng)，其特征在于，所述所述打印平臺(tái)設(shè)有一腔體，以所述腔體作為所述承接裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的免開模快速成型制造系統(tǒng)，其特征在于，所述承接裝置內(nèi)還設(shè)有一盆裝的承接盤或盒狀的承接盒，所述承接盤或承接盒與所述腔體可拆卸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免開?？焖俪尚椭圃煜到y(tǒng)，其特征在于，所述成形材料鋪設(shè)裝置包括一噴嘴，所述噴嘴通過連接管連接第一儲(chǔ)料裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的免開?？焖俪尚椭圃煜到y(tǒng)，其特征在于，所述成形材料鋪設(shè)裝置還包括一鋪設(shè)輥，所述鋪設(shè)輥在所述打印平臺(tái)上方沿一水平方向移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的免開?？焖俪尚椭圃煜到y(tǒng)，其特征在于，所述成形材料鋪設(shè)裝置還包括一刮平器，所述刮平器在所述打印平臺(tái)上方可沿水平方向移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免開?？焖俪尚椭圃煜到y(tǒng)，其特征在于，所述成形材料鋪設(shè)裝置是一鋪設(shè)輥，所述鋪設(shè)輥中空，所述鋪設(shè)輥在所述打印平臺(tái)上方沿一水平方向移動(dòng)，所述鋪設(shè)輥上設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)出料孔，所述鋪設(shè)輥通過送料裝置連接第一儲(chǔ)料裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的免開模快速成型制造系統(tǒng)，其特征在于，所述打印噴頭有復(fù)數(shù)個(gè)，所述第二儲(chǔ)料裝置包括復(fù)數(shù)個(gè)儲(chǔ)料罐，每個(gè)所述儲(chǔ)料罐聯(lián)通一個(gè)打印噴頭，至少一個(gè)儲(chǔ)料罐是用于放置混有染料的未固化的光固化劑的儲(chǔ)料罐。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任意一項(xiàng)所述的免開模快速成型制造系統(tǒng)，其特征在于，所述噴嘴有復(fù)數(shù)個(gè)，所述第一儲(chǔ)料裝置包括復(fù)數(shù)個(gè)儲(chǔ)料罐，每個(gè)所述儲(chǔ)料罐聯(lián)通一個(gè)所述噴嘴，至少一個(gè)儲(chǔ)料罐是用于放置混有染料的不飽和樹脂的儲(chǔ)料罐。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的免開模快速成型制造系統(tǒng)，其特征在于，所述紫外發(fā)射裝置為至少兩個(gè)，至少兩個(gè)所述紫外發(fā)射裝置圍繞所述打印平臺(tái)設(shè)置，至少兩個(gè)所述紫外發(fā)射裝置均朝所述打印平臺(tái)方向照射，且至少兩個(gè)所述紫外發(fā)射裝置發(fā)射的紫外線覆蓋所述打印平臺(tái)的周圍。
專利摘要本實(shí)用新型涉及機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，免開模快速成型制造系統(tǒng)，包括三維打印機(jī)主體，三維打印機(jī)主體包括一打印平臺(tái)、成形材料鋪設(shè)裝置、打印噴頭，成形材料鋪設(shè)裝置包括至少一個(gè)第一儲(chǔ)料裝置；打印噴頭通過連接管連接至少一個(gè)第二儲(chǔ)料裝置；打印平臺(tái)包括一承接裝置，成形材料鋪設(shè)裝置可以伸入承接裝置內(nèi)，打印噴頭位于承接裝置上方，且朝向承接裝置；還包括一紫外發(fā)射裝置，紫外發(fā)射裝置朝向承接裝置內(nèi)。本實(shí)用新型擯棄了傳統(tǒng)打印所需的成形材料，而是采用不飽和樹脂，結(jié)合未固化的光固化劑和紫外線照射，使不飽和樹脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)固化效果，最終形成三維實(shí)體。
文檔編號(hào)B41J2/01GK202934932SQ20122051517
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者孫倩倩 申請(qǐng)人:上海科斗電子科技有限公司