本專利申請涉及3d打印。

背景技術(shù)：

如百度百科之“3d打印”詞條（網(wǎng)址：http://baike.baidu.com/link?url=e_x98madhovlmkqdjx8akwhvxez3i1venw6ntwrwkvpaqlcoyfj1w26_favi-ltpvm3j7t9m0yspjua0-w0wka#2）介紹，3d打印技術(shù)的應(yīng)用推廣頗受材料的限制。在工藝方面，該文給出如圖1的表格。其中以線材為原料的，需要采用電子束作為熱源，這存在需要真空環(huán)境、產(chǎn)生有害的x射線和設(shè)備昂貴——據(jù)《電子束快速成型》介紹（網(wǎng)址：http://wenku.baidu.com/link?url=ghcuf65v4flovorzom-bgufgw3furwyvl2pjyfxyti3kyxjtmve-bgcxkhkclrayh24iuidbpsgaydcocuykvvkl1ihfc0vywate5mkm92k）達(dá)60萬歐元——的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本專利申請的目的之一是公開一種3d打印的材料層疊工藝，目的之二是提供與該工藝相關(guān)的裝置，以擴(kuò)展廉價(jià)技術(shù)條件下3d打印的材料適用范圍，降低設(shè)備、工藝和耗材的成本，使3d打印技術(shù)達(dá)到爆發(fā)性的應(yīng)用增長，使社會(huì)得到環(huán)保、節(jié)能、節(jié)材和高效的零散自由制造的便利。

其工藝的方案是：在需要層疊材料的位置，（必要時(shí)在氣體保護(hù)氛圍下）以激光或電弧兩者之最少任一作為熱源，熔化材料的線材（最少是其局部），使之冷卻凝固于該位置。其裝置則依照該工藝方案，組合現(xiàn)有裝置而獲得。

即：一種3d打印的材料層疊工藝，是借助熱源的放熱在需要層疊材料的位置熔化材料，再使材料冷卻凝固于該位置；其特征是：所說的材料為線材；所說的熱源是激光或電弧兩者之最少任一。

和：一種3d打印的材料層疊裝置，包含相互位置對應(yīng)的材料供給機(jī)構(gòu)和熱源裝置，其特征是：所說的材料為線材；所說的材料供給機(jī)構(gòu)為線材輸送機(jī)構(gòu)；所說的熱源裝置是激光裝置或電弧裝置兩者之最少任一。其中線材輸送機(jī)構(gòu)可以參考甚至“拿來”現(xiàn)有塑膠材料3d打印機(jī)的相應(yīng)機(jī)構(gòu)；熱源裝置可以參考甚至“拿來”現(xiàn)有激光焊機(jī)或氬弧焊機(jī)的相應(yīng)裝置。

本專利申請的有益效果：相對于粉末材料，線材很便宜；相對于電子束裝置，激光裝置和電弧裝置也是很便宜；兩者組合，就突破了3d打印技術(shù)應(yīng)用于高熔點(diǎn)材料（比如金屬）零件的經(jīng)濟(jì)性上的瓶頸。從而給前文目的部分所說的“爆發(fā)性的應(yīng)用增長”準(zhǔn)備了條件。

關(guān)于本專利申請創(chuàng)造性的說明：有時(shí)候發(fā)明就是捅破窗戶紙。對比圖1所示的表格，發(fā)明人自己感概：這是多么薄的一層窗戶紙?。《医?0年了，竟然沒有被捅破！何以會(huì)使得3d打印的應(yīng)用推廣如此緩慢？或許的解釋是：人們致力于另外的方向，即希望獲得低熔點(diǎn)同時(shí)具有高機(jī)械性能的材料，現(xiàn)在有些公司正在研發(fā)和經(jīng)營這樣的材料。另一方面，在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益上，前文之“使3d打印技術(shù)達(dá)到爆發(fā)性的應(yīng)用增長，使社會(huì)得到環(huán)保、節(jié)能、節(jié)材和高效的零散自由制造的便利”，是可望達(dá)成而且量額巨大的。

附圖說明

下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本專利申請的實(shí)施例。

圖1是背景技術(shù)的列表。

圖2是一種3d打印的材料層疊裝置的示意圖。

圖中標(biāo)記說明：1材料供給機(jī)構(gòu)，2熱源裝置，9線材，99層疊件（即3d打印件）。

具體實(shí)施方式

一種3d打印的材料層疊工藝，是借助熱源的放熱在需要層疊材料的位置熔化材料，再使材料冷卻凝固于該位置；其特征是：所說的材料為線材；所說的熱源是激光或電弧兩者之最少任一。

進(jìn)一步的，所說的熱源是激光。或者，進(jìn)一步的，所說的熱源是電弧。或者，進(jìn)一步的，所說的熱源包含激光和電弧。

在需要時(shí)，以氣體（比如氬氣）保護(hù)避免材料與大氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

如圖2所示，一種3d打印的材料層疊裝置，包含相互位置對應(yīng)的材料供給機(jī)構(gòu)1和熱源裝置2，其特征是：所說的材料為線材9；所說的材料供給機(jī)構(gòu)為線材輸送機(jī)構(gòu)；所說的熱源裝置是激光裝置或電弧裝置兩者之最少任一。

進(jìn)一步的，所說的熱源裝置是激光裝置?；蛘撸M(jìn)一步的，所說的熱源裝置是電弧裝置?；蛘?，進(jìn)一步的，所說的熱源裝置包含激光裝置和電弧裝置。

其中線材輸送機(jī)構(gòu)可以參考甚至“拿來”現(xiàn)有塑膠材料3d打印機(jī)的相應(yīng)機(jī)構(gòu)；熱源裝置可以參考甚至“拿來”現(xiàn)有激光焊機(jī)或氬弧焊機(jī)的相應(yīng)裝置。

材料供給機(jī)構(gòu)和熱源裝置的相互位置對應(yīng)，是指兩者以需要層疊材料的位置為中介的位置對應(yīng)（需要層疊材料的位置是材料輸送目的地，同時(shí)也位于熱源裝置的放熱集中區(qū)）。

優(yōu)選的，所說的熱源裝置附帶氣體保護(hù)裝置。

以本發(fā)明的3d打印的材料層疊裝置參與組構(gòu)3d打印機(jī)時(shí)，可選擇承托3d打印件的平臺(tái)移動(dòng)，也可以選擇打印頭（即3d打印的材料層疊裝置）移動(dòng)；通過打印頭和平臺(tái)之間的相對移動(dòng)，使線材熔化在需要層疊材料的位置。所說的移動(dòng)可借助三軸運(yùn)動(dòng)裝置或者機(jī)械臂來實(shí)現(xiàn)。

以本發(fā)明的3d打印的材料層疊裝置參與組構(gòu)3d打印機(jī)時(shí)，可以有超過一組材料供給機(jī)構(gòu)，輸送不同材質(zhì)或者不同線徑的線材，從而可以使3d打印件的不同部位有不同的機(jī)械或化學(xué)或美學(xué)的性能。即有最少2組材料供給機(jī)構(gòu)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種3D打印的材料層疊工藝及其裝置，為擴(kuò)展廉價(jià)技術(shù)條件下3D打印的材料適用范圍而發(fā)明。其工藝，是借助熱源的放熱在需要層疊材料的位置熔化材料，再使材料冷卻凝固于該位置；其特征是：所說的材料為線材；所說的熱源是激光或電弧兩者之最少任一。其裝置，包含相互位置對應(yīng)的材料供給機(jī)構(gòu)（1）和熱源裝置（2），其特征是：所說的材料為線材（9）；所說的材料供給機(jī)構(gòu)為線材輸送機(jī)構(gòu)；所說的熱源裝置是激光裝置或電弧裝置兩者之最少任一。

技術(shù)研發(fā)人員：陶巧武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陶巧武
技術(shù)研發(fā)日：2016.02.24
技術(shù)公布日：2017.09.01