引入成品薄材的機體可傾斜3d打印的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明引入成品薄材的機體可傾斜的3D打印機，包括機體可傾斜的3D打印機，薄材引入機構(gòu)，支持激光燒結(jié)、燒熔工藝(SLS、SLM)的鋪粉機構(gòu)，供薄材引入機構(gòu)或鋪粉機構(gòu)移動就位的導軌與驅(qū)動機構(gòu)，在機體可傾斜3D打印機加工平頂中空體或多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的平頂薄層時，薄材引入機構(gòu)將成品薄材引入機體可傾斜的3D打印機的加工平臺上的工件加工面，從而可采用SLS工藝或SLM工藝或FDM工藝或TDP工藝，在此引入薄材上繼續(xù)加工，完成平頂中空體或多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的加工。多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件在航天、海洋、工業(yè)、化工、醫(yī)藥、倉儲、運輸及防核、防化、防生物、防毒、防污染、防泄漏、防撞擊、防壓等各領域及實驗室具有重要的潛在用途。
【專利說明】引入成品薄材的機體可傾斜3D打印機

【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明涉及3D打印技術。

【背景技術】：
[0002] 康子純2014. 1. 10向國家知識產(chǎn)權局提出的機體可傾斜的3D打印機（申請?zhí)?2014100109485)，可通過機體傾斜來加工中空體結(jié)構(gòu)（如中空多面體，中空球體等）工件， 尤其適用于加工多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件，為傳統(tǒng)制造和目前的3D打印技術填補了一頂空白。不 過，其缺陷是機體傾斜打印曲面法餞與z軸夾角r小于臨界角r。的工件曲面，操作比較復 雜，打印質(zhì)量較難保證。尤其是打印多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件時，以3D打印機機體傾斜方式打印 蜂窩結(jié)構(gòu)頂部薄層，其質(zhì)量較難保證，為克服這一缺陷，本發(fā)明以組合成品薄材來取代機體 可傾斜3D打印機的傾斜打印平頂中空體結(jié)構(gòu)工件的頂部薄層或多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的頂部 薄層，將成品薄材引入3D打印機（傳統(tǒng)直立3D打印機或新型機體可傾斜的3D打印機），省 去平頂中空體工件的頂部薄層或多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件頂部薄層的打印，顯然能提高整個工件 的打印質(zhì)量，對于打印大型容器的多層峰窩結(jié)構(gòu)外殼，尤其具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0003] 為了提高平頂中空體結(jié)構(gòu)工件尤其是平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的打印質(zhì)量，簡化打 印過程，本發(fā)明將成品薄材（薄板、薄片、薄膜）引入3D打印機（傳統(tǒng)3D打印機或新型機 體可傾斜的3D打印機），省去平頂中空體工件的頂部薄層或多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件頂部薄層的 打印，使得采用FDM(熔融擠壓自由成型）工藝或TDP (微滴噴射自由成型）工藝，能在目前 的直立3D打印機上打印平頂中空體結(jié)構(gòu)工件或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件；或采用SLS(激光 燒結(jié)自由成型）工藝，或SLM(激光燒熔自由成型）工藝，或FDM工藝，TDP工藝，能在機體 可傾斜3D打印機上打印平頂中空體結(jié)構(gòu)工件或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件。由于傳統(tǒng)直立3D 打印機可理解為機體可傾斜3D打印機的特例（機體傾斜零度），所以，此處只需敘述將成品 薄材（薄板、薄片、薄膜）引入機體可傾斜3D打印機的情況就足夠了。
[0004] 本發(fā)明引入成品薄材（薄板、薄片、薄膜）的機體可傾斜3D打印機，包括：機體可 傾斜的3D打印機，薄材引入機構(gòu)，支持激光燒結(jié)工藝（SLS)的鋪粉機構(gòu)，供薄材引入機構(gòu) 或鋪粉機構(gòu)移動就位的導軌與驅(qū)動機構(gòu)。所述機構(gòu)可傾斜的3D打印機，其特征是，機體可 傾斜的3D打印機固定在地面，該3D打印機依據(jù)加工的平頂中空體工件或多層蜂窩結(jié)構(gòu)工 件的性質(zhì)和要求，選擇配置SLS工藝、SLM工藝、FDM工藝，TDP工藝所需的噴頭、噴嘴、激光 器、微滴噴射噴頭等部件；所述薄材引入機構(gòu)，其特征是，薄材引入機構(gòu)包括薄材存儲及送 進卷筒，引入薄材的送進臂，吸盤，熱粘壓輥筒；所述支持激光燒結(jié)工藝（SLS)、激光燒熔工 藝（SLM)的鋪粉機構(gòu)，其特征是，鋪粉機構(gòu)包括供粉活塞缸和鋪粉棍；所述供薄材引入機構(gòu) 或鋪粉機構(gòu)移動就位的導軌與驅(qū)動機構(gòu)，其特征是，依據(jù)預先設計的薄材引入機構(gòu)或鋪粉 機構(gòu)與機體可傾斜3D打印機的相對位置，設計供薄材引入機構(gòu)或鋪粉機構(gòu)準確移動就位 的導軌與驅(qū)動機構(gòu)。
[0005] 本發(fā)明組合成品薄材的機體可傾斜3D打印機的使用方法是：若采用FDM工藝或 TDP工藝加工平頂中空體工件或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件，首先將薄材引入機構(gòu)由驅(qū)動機構(gòu) 沿導軌移動到與機體可傾斜3D打印機正確匹配的位置；然后，當用FDM工藝或TDP工藝加 工到平頂中空體工件或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的頂部薄層時，薄材引入機構(gòu)的送進臂動作 并用吸盤吸住薄材存貯及送進卷筒上底面涂覆熱熔膠的薄材,將薄材水平引入機體可傾斜 3D打印機的工件加工面即平頂中空體或多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的頂部薄層加工面，繼后熱粘壓 輥筒滾過，將薄材緊壓在中空體或多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的平頂薄層加工面上，機體可傾斜的 3D打印機上的激光器光束對薄材進行切割使之與薄材引入機構(gòu)分離；同時，激光器光束依 工件的該薄層成型輪廓線與截面，對薄材進行切割和燒熔打印，使成型薄材與此前打印好 的工件緊密結(jié)為一體，并將薄材廢料部分切割成網(wǎng)格以便于后續(xù)剔除，完成工件的該平頂 薄層的加工；然后，機體可傾斜3D打印機運用其配置的FDM工藝或TDP工藝噴頭噴嘴，在該 薄材成型的平頂薄層面上依工件設計要求逐層打印，直到下一下平頂中空體或平頂多層蜂 窩結(jié)構(gòu)的頂部薄層出現(xiàn)，再重復薄材引入機構(gòu)參入，將薄材引入，激光器光束切割薄材和燒 熔薄材，F(xiàn)DM工藝或TDP工藝依工件設計要求逐層打印……;重復這個過程直到整個包括有 平頂中空體或多層蜂窩結(jié)構(gòu)的工件以FDM工藝或TDP工藝加薄材引入工藝全部打印完畢；
[0006] 若采用SLS工藝、SLM工藝加工平頂中空體工件或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件，那么， 首先將SLS工藝、SLM工藝的鋪粉機構(gòu)和薄材引入機構(gòu)由驅(qū)動機構(gòu)沿導軌移動到與機體可 傾斜3D打印機正確匹配的位置；然后，當用SLS工藝或SLM工藝加工到平頂中空體工件或 平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的頂部薄層時，機體可傾斜的3D打印機偏轉(zhuǎn)90°以上，卸掉非成型 的所有粉材；其后機體可傾斜3D打印機偏轉(zhuǎn)返回直立位置；再后，薄材引入機構(gòu)的送進臂 動作并用吸盤吸住薄材，引入機體可傾斜的3D打印機的工件薄層加工面，經(jīng)熱粘壓輥筒滾 過，將薄材緊壓在工件的頂部薄層加工面上；再后，機體可傾斜的3D打印機的激光器光束 對薄材進行切割，使薄材與薄材引入機構(gòu)分離；同時，激光器光束依工件的該薄層成型輪廓 線與截面，分別對薄材進行虛線（間斷性）切割和燒熔打印，使成型薄材與此前打印好的工 作件緊密結(jié)為一體，并使薄材廢料部分既便于清除，又不妨礙以后工序的鋪粉機構(gòu)的鋪粉， 完成工件的該平頂薄層的加工；然后，機體可傾斜的3D打印機運用其配置的激光器光束， 與鋪粉機構(gòu)協(xié)作，在該引入薄材已加工面上鋪粉和按設計工件輪廓線與截面進行SLS工藝 或SLM工藝打印，逐層進行，直到下一個平頂中空體或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的頂部薄層 的加工；其后，機體可傾斜3D打印機偏轉(zhuǎn)90°以上，卸掉非成型所有粉材和所引入薄材廢 料；再后，機體可傾斜3D打印機偏轉(zhuǎn)返回直立位置，薄材引入機構(gòu)引入新的薄材，機體可傾 斜3D打印機的激光器光束對薄材進行切割……，按工件設計要求重復前述系列動作，逐層 打印，直到整個包括有平頂中空體或多層蜂窩結(jié)構(gòu)的工件，以SLS工藝或SLM工藝加薄材引 入工藝全部打印完畢。
[0007] 本發(fā)明引入成品薄材的機體可傾斜3D打印機及其使用方法，敘述完畢。
[0008] 本發(fā)明可采用現(xiàn)行FDM工藝，TDP工藝，SLS工藝，SLM工藝，比較簡單地加工出完 美的平頂中空體工件或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件，尤其是可加工金屬或其它材料的大型容器 多層蜂窩結(jié)構(gòu)外殼，（可整體加工，分段加工，分塊加工再組裝，焊接等等），在航天、海洋以 及其它核工業(yè)、化學工業(yè)、生物制藥、交通運輸、醫(yī)學、倉儲保管，防化防生物等所有涉及防 泄露、防污染、防毒、防撞擊容器的各個應用領域及相關實驗室，都可望具有重要潛在用途。
【權利要求】
1. 本發(fā)明引入成品薄材（薄板、薄片、薄膜）的機體可傾斜3D打印機，包括：機體可 傾斜的3D打印機，薄材引入機構(gòu)，支持激光燒結(jié)工藝（SLS)的鋪粉機構(gòu)，供薄材引入機構(gòu) 或鋪粉機構(gòu)移動就位的導軌與驅(qū)動機構(gòu)；所述機構(gòu)可傾斜的3D打印機，其特征是，機體可 傾斜的3D打印機固定在地面，該3D打印機依據(jù)加工的平頂中空體工件或多層蜂窩結(jié)構(gòu)工 件的性質(zhì)和要求，選擇配置SLS工藝、SLM工藝、FDM工藝，TDP工藝所需的噴頭、噴嘴、激光 器、微滴噴射噴頭等部件；所述薄材引入機構(gòu)，其特征是，薄材引入機構(gòu)包括薄材存儲及送 進卷筒，引入薄材的送進臂，吸盤，熱粘壓輥筒；所述支持激光燒結(jié)工藝（SLS)、激光燒熔工 藝（SLM)的鋪粉機構(gòu)，其特征是，鋪粉機構(gòu)包括供粉活塞缸和鋪粉棍；所述供薄材引入機構(gòu) 或鋪粉機構(gòu)移動就位的導軌與驅(qū)動機構(gòu)，其特征是，依據(jù)預先設計的薄材引入機構(gòu)或鋪粉 機構(gòu)與機體可傾斜3D打印機的相對位置，設計供薄材引入機構(gòu)或鋪粉機構(gòu)準確移動就位 的導軌與驅(qū)動機構(gòu)。
2. 根據(jù)權利要求1所述引入成品薄材的機體可傾斜3D打印機，其使用方法，特征在于： 若采用FDM工藝或TDP工藝加工平頂中空體工件或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件，首先將薄材引 入機構(gòu)由驅(qū)動機構(gòu)沿導軌移動到與機體可傾斜3D打印機正確匹配的位置；然后，當用FDM 工藝或TDP工藝加工到平頂中空體工件或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的頂部薄層時，薄材引入 機構(gòu)的送進臂動作并用吸盤吸住薄材存貯及送進卷筒上底面涂覆熱熔膠的薄材，將薄材水 平引入機體可傾斜3D打印機的工件加工面即平頂中空體或多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的頂部薄層 加工面，繼后熱粘壓輥筒滾過，將薄材緊壓在中空體或多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的平頂薄層加工 面上，機體可傾斜的3D打印機上的激光器光束對薄材進行切割使之與薄材引入機構(gòu)分離； 同時，激光器光束依工件的該薄層成型輪廓線與截面，對薄材進行切割和燒熔打印，使成型 薄材與此前打印好的工件緊密結(jié)為一體，并將薄材廢料部分切割成網(wǎng)格以便于后續(xù)剔除， 完成工件的該平頂薄層的加工；然后，機體可傾斜3D打印機運用其配置的FDM工藝或TDP 工藝噴頭噴嘴，在該薄材成型的平頂薄層面上依工件設計要求逐層打印，直到下一下平頂 中空體或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)的頂部薄層出現(xiàn)，再重復薄材引入機構(gòu)參入，將薄材引入，激光 器光束切割薄材和燒熔薄材，F(xiàn)DM工藝或TDP工藝依工件設計要求逐層打印……;重復這個 過程直到整個包括有平頂中空體或多層蜂窩結(jié)構(gòu)的工件以FDM工藝或TDP工藝加薄材引入 工藝全部打印完畢； 若采用SLS工藝、SLM工藝加工平頂中空體工件或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件，那么，首先 將SLS工藝、SLM工藝的鋪粉機構(gòu)和薄材引入機構(gòu)由驅(qū)動機構(gòu)沿導軌移動到與機體可傾斜 3D打印機正確匹配的位置；然后，當用SLS工藝或SLM工藝加工到平頂中空體工件或平頂 多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的頂部薄層時，機體可傾斜的3D打印機偏轉(zhuǎn)90°以上，卸掉非成型的所 有粉材；其后機體可傾斜3D打印機偏轉(zhuǎn)返回直立位置；再后，薄材引入機構(gòu)的送進臂動作 并用吸盤吸住薄材，引入機體可傾斜的3D打印機的工件薄層加工面，經(jīng)熱粘壓輥筒滾過， 將薄材緊壓在工件的頂部薄層加工面上；再后，機體可傾斜的3D打印機的激光器光束對薄 材進行切割，使薄材與薄材引入機構(gòu)分離；同時，激光器光束依工件的該薄層成型輪廓線與 截面，分別對薄材進行虛線（間斷性）切割和燒熔打印，使成型薄材與此前打印好的工作 件緊密結(jié)為一體，并使薄材廢料部分既便于清除，又不妨礙以后工序的鋪粉機構(gòu)的鋪粉，完 成工件的該平頂薄層的加工；然后，機體可傾斜的3D打印機運用其配置的激光器光束，與 鋪粉機構(gòu)協(xié)作，在該引入薄材已加工面上鋪粉和按設計工件輪廓線與截面進行SLS工藝或 SLM工藝打印，逐層進行，直到下一個平頂中空體或平頂多層蜂窩結(jié)構(gòu)工件的頂部薄層的加 工；其后，機體可傾斜3D打印機偏轉(zhuǎn)90°以上，卸掉非成型所有粉材和所引入薄材廢料；再 后，機體可傾斜3D打印機偏轉(zhuǎn)返回直立位置，薄材引入機構(gòu)引入新的薄材，機體可傾斜3D 打印機的激光器光束對薄材進行切割……，按工件設計要求重復前述系列動作，逐層打印， 直到整個包括有平頂中空體或多層蜂窩結(jié)構(gòu)的工件，以SLS工藝或SLM工藝加薄材引入工 藝全部打印完畢。
【文檔編號】B29C67/00GK104057616SQ201410286065
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權日:2014年6月25日
【發(fā)明者】康子純 申請人:康子純