一種服飾單面成型法及3d打印裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種服飾單面成型法及3D打印裝置，屬于FDM型3D打印領域，包括：長距多孔打印頭、雙排孔填充打印頭、單面成型法。其特征是：先用長距多孔打印頭打印一層的布面層，并預留接續(xù)位置的一條邊沿條，然后用雙排孔填充打印頭打印一層水溶性材料夾層或在上面覆一層隔板，并折起邊沿條，再用長距多孔打印頭打印一層布面層，并把邊沿條和第三層的布面層熱熔在一起。最后溶解掉水溶性材料或抽掉隔板層后，即形成一件服飾。本發(fā)明實現(xiàn)了用3D打印技術制造服飾穿戴類產(chǎn)品，節(jié)省了成本，縮短了加工時間，款式更靈活，可以替代部分傳統(tǒng)服飾穿戴類的加工工藝。
【專利說明】
一種服飾單面成型法及3D打印裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種3D打印制造技術的領域，更具體地說，涉及一種利用3D打印技術制造服飾穿戴類產(chǎn)品的實施方法及其裝置。
【背景技術】
[0002]目前FDM型的3D打印機因擠出機結構的問題，只能使用少數(shù)幾種材料，也只能打印模型級別的產(chǎn)品，且一個噴頭為一個噴嘴孔，打印時一條條粘合在一起，一層層依次逐步堆積制造，無法實現(xiàn)多條線同時打印，無法方便的實現(xiàn)每條線的交叉疊加，無法方便的實現(xiàn)縱橫交錯的編織，無法實現(xiàn)布面料的制造，因此也無法3D打印制作服飾穿戴類產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明要解決的技術問題
本發(fā)明使用布面料的原始材料、添加劑、顏料在打印頭的熱熔腔體熱熔后，由擠壓栗輸出熱熔材料，先用長距多孔打印頭打印一層的布面層，并預留接續(xù)位置的一條邊沿條。然后在上面覆一層隔板，或用雙排孔填充打印頭打印一層水溶性材料，并折起邊沿條。最后再用長距多孔打印頭打印一層布面層，并把第一層的布面層邊沿條和第三層的布面層熱熔在一起。最后抽掉隔板層或溶解掉水溶性材料后，即形成一件服飾，實現(xiàn)3D打印制造服飾穿戴類產(chǎn)品。
[0004]技術方案
為達到上述目的，本發(fā)明提供的以下技術方案。
[0005]—種服飾單面成型法，為單面打印后抽空成型的方法，具體為以下步驟。
[0006]第一步，先打印布面層。
[0007]01)制造布面料的原始材料、添加劑、顏料送入彈性耐高溫光滑面軟管，該彈性耐高溫光滑面軟管上端固定在3D打印機架構上，下端固定在熱熔腔體上，利用長距多孔打印頭來回的移動，牽引軟管同時抖動，使粒子顆粒自動向下滑動而實現(xiàn)連續(xù)補充，輸送到熱熔腔體直接熱熔后，由擠壓方式的擠壓栗輸出熱熔材料，通過長距離排列多孔噴頭擠出熔絲，3D打印機控制系統(tǒng)牽弓I噴頭在X軸Y軸方向精確坐標的移動，因噴頭上為一排的微型孔，且每個微型孔相隔較長的距離，所以打印出的為一排稀疏的平行線，平行線的間距為L，往復多次，多排平行線相拼起來即形成一個平行線組成的一個層線，且每個線的間隔相等，從而完成第一次層線打印，即形成一編線層。
[0008]02)然后通過Z軸抬升長距多孔打印頭，同時長距多孔打印頭正方向旋轉(zhuǎn)一定的角度，比如90°，以相同的方式開始打印第二次層線，形成二編線層。第二次同時為一層稀疏的平行線，第二次層線在交叉遇到第一次層線的線時，因擠出材料的熱熔特性，形成一個個融合為一體的牢固的結點，除了微凸的結點外，在中間的間隔處，第二次的層線因自身熱熔特性而下垂到第一次層線相同的高度，從而使第二次的層線和在結構上依然合并在第一個層面里。
[0009]03)接著長距多孔打印頭反方向旋轉(zhuǎn)相同的角度，在第一次層線橫向起點的坐標位置，沿第一次層線垂直方向上向內(nèi)平移一個孔徑以上的固定距離LI，緊挨著第一次的層線邊上開始打印第三次層線，形成三編線層，該平移的固定距離即為布面料的線間隔LI，第三次的層線和第一次的層線平行，第三次的層線和第二次的層線交叉，形成和上次微凸結點在相同高度的結點，同時在中間的間隔處，第三次的層線因自身熱熔特性而下垂到第一個面層相同的高度，從而使第三次的層線和在結構上依然合并在第一個層面里。
[0010]04)然后長距多孔打印頭再正方向旋轉(zhuǎn)相同的角度，在第二次層線縱向起點的坐標位置，沿第二次層線垂直方向上向內(nèi)平移一個孔徑以上的固定距離LI，緊挨著第二次的層線邊上打印第四次層線，且第四次的層線和第一，第三次的層線交叉，同樣結果合并在第一個層面里，形成四編線層。
[0011]05)依次類推打印每次層線時長距多孔打印頭正反旋轉(zhuǎn)相同的角度，每個奇數(shù)層線平行，每打印一個奇數(shù)層線，長距多孔打印頭都沿該層線垂直方向繼續(xù)再平移線間隔LI，且每個奇數(shù)層線打印時的橫向起點在一條直線上；每個偶數(shù)層線平行，每打印一個偶數(shù)層線，長距多孔打印頭都沿該層線垂直方向方向繼續(xù)再平移線間隔LI，且每個偶數(shù)層線打印時的縱向起點在一條直線上。以此方式，直至縱向和橫向的平行線間的間隔被打印填滿，即整層排滿熔絲線，從而完成了單層編織型布面料3D打印制造。
[0012]06)重復I)至5)步驟多次疊加打印單層布面料時，可選擇完成3D打印制造厚交叉編織型布面料。
[0013]07)打印的第一層布面層尺寸，為服飾穿戴類產(chǎn)品折成雙面后的單面實際尺寸，再加上額外預留出最外接續(xù)位置的一條邊沿條尺寸。
[0014]第二步，打印一層填充夾層。
[0015]01)控制系統(tǒng)抬升長距多孔打印頭，同時下降雙排孔填充打印頭，并替換啟用雙排孔填充打印頭。
[0016]02) 3D打印機控制系統(tǒng)牽引雙排孔填充打印頭在X軸Y軸方向精確的移動，雙排孔噴頭上為二排并排的微型孔，擠出的二排熔絲線下沉后，合并成單層的緊密排線熔絲?？刂葡到y(tǒng)隨時啟動旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)，使其微型孔一字排列的方向和雙排孔填充打印頭移動方向永遠保持垂直。
[0017]03)打印出一個整層的填充夾層，夾層具體尺寸為服飾穿戴類產(chǎn)品折成雙面后的單面實際尺寸。
[0018]第三步，把額外預留出最外接續(xù)位置的一條邊沿條向上折起，并覆蓋在剛打印出的填充夾層之上。邊沿條的設計，使長距多孔打印頭打印時空余的三角形死角留在邊沿條里，邊沿條被折起后，即消除了布面層的齒型缺口。
[0019]第四步，再打印一層布面層。
[0020]01)控制系統(tǒng)抬升抬升雙排孔填充打印頭，同時下降長距多孔打印頭，并替換啟用長距多孔打印頭。
[0021]02)使用與第一步相同的方式，再打印一層布面層，并使折起的邊沿條和第三層的布面層熱熔在一起。
[0022]03)打印的第三層布面層的具體尺寸為服飾穿戴類產(chǎn)品折成雙面后的單面實際尺寸。
[0023]04)同時，啟動熱氣打磨并冷氣定型裝置，半導體制冷片在通電后，產(chǎn)生一面的制冷端和一面制熱端，在制冷端產(chǎn)生0°以下的溫度，在制熱端產(chǎn)生了高于室溫的相對高溫度。制熱端的相對高溫度，迅速使金屬熱柵片也處于相對高溫度，同時導熱金屬絲因連接金屬熱柵片，使導熱風管內(nèi)壁的導熱金屬絲從頭到尾同樣處于相對高溫度。鼓熱風扇擠壓的空氣，經(jīng)過金屬熱柵片初步制熱成熱氣。由金屬熱柵片制熱后的熱氣不容易被深度制熱，當熱氣再壓入導熱風管內(nèi)后，延長并加大了冷熱傳導的接觸面積，被導熱金屬絲進一步再深度制熱，提供了制熱鼓風端所需的熱氣。制熱鼓風端把熱氣擠壓到熱氣腔體，同時混合熱熔腔體的發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱氣，里層的熱氣腔體匯總后的熱氣經(jīng)螺旋環(huán)形風口噴出，同心圓形狀的環(huán)形口形成向心角度的錐形風向，匯成向下的螺旋熱氣，聚焦對準剛被擠出的熱性熔絲打磨。
[0024]05)完成打磨過程的熱氣，匯集在熔絲噴嘴附件，在中間層下面的環(huán)形抽風口扣罩在該區(qū)域，通過回抽腔體，同時在回抽熱氣，使剛增材堆積的材料上方的熱氣盡量的被抽空。
[0025]06)制冷端0°以下的溫度，迅速使金屬冷柵片也處于0°以下溫度，同時導冷金屬絲因連接金屬冷柵片，使導冷風管內(nèi)壁的導冷金屬絲從頭到尾同樣被制冷在較低的溫度。鼓冷風扇擠壓的空氣，經(jīng)過金屬冷柵片初步制冷成冷氣。由金屬冷柵片制冷后的冷氣不容易被深度制冷，當冷氣再壓入導冷風管內(nèi)后，延長并加大了冷熱傳導的接觸面積，被導冷金屬絲進一步再深度制冷，提供了制冷鼓風端所需的冷氣。剛被增材堆積的材料本身還有較高溫度，甚至上下多層的材料的溫度也將保持較長的時間，由制冷鼓風端把該冷氣向下吹壓至扣罩在外層的半導體制冷腔體和下端環(huán)形的冷氣噴口，并吹向噴頭和打印物體。隨著打印頭的來回移動，噴出冷氣的路徑和打印頭移動的路徑一致，致使剛被打磨后的形態(tài)被迅速冷固定型。
[0026]07)布面層上，尤其是邊沿條位置，經(jīng)過熱氣打磨去除了雜絲，接續(xù)了熔絲絲頭，熔接后并迅速冷固了邊沿條結合處。
[0027]第五步，在第一步至第四步打印的同時，以相同的方法擴大打印衣領面積，即成型豎衣領，豎衣領翻折后形成了翻衣領。
[0028]第六步，在需要輔飾的位置，打印與輔飾相同圖形相同面積的填充夾層，在該填充夾層上面再打印一塊布面層，并額外多打印接續(xù)位置的一條輔飾邊沿條，邊沿條與之前打印的布面層熱熔在一起，成型了口袋及輔飾。
[0029]第七步，取出打印的目標物品，用水溶解掉水溶性材料后，自然形成中空腔，即制成了服飾穿戴類產(chǎn)品。
[0030]另一具體方案為:與上述的第二步具相同效果的另一夾層方案:用軟質(zhì)板片裁剪成需求的平面尺寸夾層，該平面尺寸為服飾穿戴類產(chǎn)品折成雙面后的單面實際尺寸，當?shù)谝粚雍偷谌龑油ㄟ^邊沿條熔接在一體后，抽出平面夾層。
[0031]—種3D打印裝置，包括:長距多孔打印頭、雙排孔填充打印頭。其中，長距多孔打印頭打印布面層，雙排孔填充打印頭打印二層布面層之間的填充夾層，二個打印頭交替使用。
[0032]所述的長距多孔打印頭，還包括擠壓栗、熱熔腔體、長距離排列多孔噴頭、旋轉(zhuǎn)電機、熱氣打磨并冷氣定型裝置。3D打印機由X軸、Y軸、Z軸三維實現(xiàn)立體定位打印，在X軸上設置Z軸升降臺，Z軸升降臺上固定著熱熔腔體、擠壓栗、長距離排列多孔噴頭，共同構成長距多孔打印頭。3D打印機框架上固定彈性耐高溫光滑面軟管的一頭，打印頭的熱熔腔體固定一個彈性耐高溫光滑面軟管的另一頭。
[0033]所述的長距離排列多孔噴頭，為3D打印編織型布面料時使用的專用噴頭，配置一排微型孔的噴頭，微型孔一直排列到接近噴頭的邊沿的位置，微型孔相隔的距離大于2倍以上微型孔孔徑的長度。在擠壓栗和熱熔腔體下端設置大孔徑的母噴嘴，長距離排列多孔噴頭作為子噴嘴套接在母噴嘴上。
[0034]所述的雙排孔填充打印頭，包括:熱熔腔體、擠壓栗、雙排孔噴頭、旋轉(zhuǎn)電機。3D打印機由X軸、Y軸、Z軸三維實現(xiàn)立體定位打印，在X軸上設置Z軸升降臺，Z軸升降臺上的熱熔腔體和擠壓栗合為一體，并連接雙排孔噴頭。3D打印機框架上固定彈性耐高溫光滑面軟管的一頭，打印頭的熱熔腔體固定一個彈性耐高溫光滑面軟管的另一頭。
[0035]所述的雙排孔噴頭，為3D打印填充材料時使用的專用噴頭，上面設置二排平行微型孔，二排上的微型孔上下位置交錯布置，每排微型孔一字排開一直排列到接近噴頭的邊沿的位置，每排微型孔相隔的距離等于或略小于微型孔的直徑，上排的每個微型孔中心位置在對齊下排的空隙處的中心點位置。在擠壓栗和熱熔腔體下端設置大孔徑的母噴嘴，雙排孔噴頭作為子噴嘴套接在母噴嘴上。
[0036]所述的熱熔腔體，為發(fā)熱腔體，制造布面料的原始材料、添加劑、顏料送入彈性耐高溫光滑面軟管后進入熱熔腔體，打印頭來回的移動，牽引軟管同時抖動，使粒子顆粒自動向下滑動而連續(xù)補充輸送到熱熔腔體直接熱熔成熔液。
[0037]所述的擠壓栗和熱熔腔體合為一體，為螺桿栗或齒輪栗的壓力栗裝置，熱熔后熔液直接向3D打印機噴頭擠壓。
[0038]所述的熱氣打磨并冷氣定型裝置，還包括:熱氣腔體、螺旋熱氣環(huán)形噴口、熱氣回抽腔體、半導體制冷腔體、半導體制冷制熱裝置。其中，三個腔體由從里面到中間，再到外層，互套在一起成整個整體，分別為里層的熱氣腔體，中間的熱氣回抽腔體，外層半導體制冷腔體，螺旋熱氣環(huán)形噴口安裝在熱氣腔體的最下端，半導體制冷制熱裝置的制熱鼓風端連接熱氣腔體，制冷鼓風端連接半導體制冷腔體，熱氣回抽腔體通過導風管連接抽風風扇。
[0039]所述的熱氣腔體，是在熱熔腔體外部罩一個隔空熱氣腔體，半導體制冷制熱裝置通電后，在制熱端產(chǎn)生熱氣，制熱鼓風端把該熱氣吹到熱氣腔體，同時混合熱熔腔體外側發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱氣，一并吹向螺旋熱氣環(huán)形噴口。
[0040]所述的螺旋熱氣環(huán)形噴口，內(nèi)設螺旋葉片組，在風壓下產(chǎn)生螺旋熱氣，環(huán)形風口正對熱熔材料噴嘴，環(huán)形螺旋熱氣對剛擠出的熱熔材料進行打磨擠壓，使每次擠出的熱熔材料和之前擠出的材料互相攪拌，減少間隙，并使擠出的材料更加平坦，消除一條條的凹凸線紋。
[0041 ] 所述的熱氣回抽腔體，下端環(huán)形口緊挨著螺旋熱氣環(huán)形噴口，為第二層腔體，上下通空，上端有風扇回抽熱氣，避免噴頭和打印物品周圍積壓太多的熱氣。
[0042]所述的半導體制冷腔體，下端的環(huán)形出風口緊挨著熱氣回抽腔體的下端環(huán)形口，為第三層腔體，上下通空，上端連接半導體的制冷鼓風端，半導體制冷制熱裝置通電后，在制冷端產(chǎn)生冷氣，由制冷鼓風端把該冷氣向下吹壓至下端環(huán)形口，并吹向噴頭和打印物體，冷卻定型被打磨后的材料。
[0043]所述的半導體制冷制熱裝置，包括制冷鼓風端、制熱鼓風端。
[0044]在半導體制冷片的制冷端配置金屬冷柵片、鼓冷風扇、導冷風管、隔冷罩殼、導冷金屬絲，共同組成制冷鼓風端，具體為:金屬冷柵片由高傳熱性的多層金屬片組成，并緊貼著半導體制冷片的制冷端，其表面固定導冷金屬絲的一頭，導冷金屬絲的其余部分全部貼在導冷風管內(nèi)壁上，導冷風管連接隔冷罩殼，鼓冷風扇和隔冷罩殼圍成半封閉隔溫腔體。
[0045]在半導體制冷片的制熱端配置金屬熱柵片、鼓熱風扇、導熱風管、隔熱罩殼、導熱金屬絲，共同組成制熱鼓風端。具體為:金屬熱柵片由高傳熱性的多層金屬片組成，并緊貼著半導體制冷片的制熱端，其表面固定導熱金屬絲的一頭，導熱金屬絲的其余部分全部貼在導熱風管內(nèi)壁上，導熱風管連接隔熱罩殼，鼓熱風扇和隔熱罩殼圍成半封閉隔溫腔體。
[0046]有益效果
采用本發(fā)明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果。
[0047]使用布面料原料顆粒，熱熔編織后，因為交叉點熱熔成一個結點，更加牢固。
[0048]橫向線材和縱向線材利用多次上下交叉接觸點熱熔結合的方式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)織布法。
[0049]省去了熔絲紡線過程，省去了紡織織布過程，省去了裁剪過程，省去了縫紉機縫合過程。
[0050]避免了因裁剪產(chǎn)生的大量的邊角料，且避免縫紉產(chǎn)生的毛糙縫帶，可以直接用于批量生產(chǎn)制造，大大節(jié)省了生產(chǎn)成本，也大大縮短了單件服飾穿戴類產(chǎn)出時間，靈活方便設計款式，也大大提高了效率。
[0051]當使用和紡織線類一樣屬性的通用型普通塑料粒子材料時，可制成普通服裝等穿戴類。
[0052]當使用蛋白質(zhì)原料顆粒時，可制成類真絲等級的服飾穿戴類。
【附圖說明】
[0053]圖1是本發(fā)明的一種3D打印裝置的剖視圖。
[0054]圖2是本發(fā)明的長距離排列多孔噴頭的仰視圖。
[0055]圖3是本發(fā)明的實施步驟中的擠出熔絲的一編線層。
[0056]圖4是本發(fā)明的實施步驟中的擠出熔絲的二編線層。
[0057]圖5是本發(fā)明的實施步驟中的擠出熔絲的三編線層。
[0058]圖6是本發(fā)明的實施步驟中的擠出熔絲的四編線層。
[0059]圖7是本發(fā)明的實施完的單層交叉編織型布面料。
[0060]圖8是本發(fā)明的長距多孔打印頭的剖視圖。
[0061]圖9是本發(fā)明的熱氣打磨并冷氣制冷的裝置圖。
[0062]圖10是本發(fā)明的雙排孔噴頭的仰視圖。
[0063]圖11是本發(fā)明的實施步驟中的填充夾層的過程圖。
[0064]圖12是本發(fā)明的服飾的第一層的布面層成型圖。
[0065]圖13是本發(fā)明的服飾的第二層的填充夾層成型圖。
[0066]圖14是本發(fā)明的服飾的邊沿條折起圖。
[0067]圖15是本發(fā)明的服飾的第三層的布面層成型圖。
[0068]圖16是本發(fā)明的服飾的成型及輔飾圖。
[0069]圖17是本發(fā)明的服飾的軟質(zhì)板片裁剪夾層圖。
[0070]圖18是本發(fā)明的雙排孔填充打印頭的剖視圖。
[0071]圖19是本發(fā)明的螺旋熱氣環(huán)形噴口斜視圖。
[0072]圖20是本發(fā)明的半導體制冷制熱裝置圖。
[0073]圖21是本發(fā)明的熱氣打磨并冷氣定型裝置內(nèi)部剖開斜視圖。
[0074]1-A熱熔腔體，2-A擠壓栗，3-長距離排列多孔噴頭，4_A擠壓電機，5_X軸Y軸架構，6-A發(fā)熱器件，7-A溫度傳感器，9-A邊沿，1-A微型孔，11-平行線熔絲，12-L距離，13-橫向起點，14-L間距，15-(A)Z軸升降臺，16-A彈性耐高溫光滑面軟管，17_(A)Z軸電機，18-A絲桿，19-A固定架，20-A旋轉(zhuǎn)電機，21-結點，22-L1線間隔，23-交叉編織結構，24-螺旋熱氣環(huán)形噴口，25-環(huán)形抽風口，26-冷氣噴口，27-半導體制冷制熱裝置，28-抽風風扇，29-制熱鼓風端，30-制冷鼓風端，31-邊沿條，32-單面實際尺寸，33-填充夾層，34-折完的邊沿條，35-第三層的布面層，36-導冷風管，37-金屬熱柵片，38-鼓熱風扇，39-導熱風管，40-半導體制冷片，41-導風管，42-隔冷罩殼，43-隔熱罩殼，44-導冷金屬絲，45-導熱金屬絲，46-冷風口，47-熱風口，53-B旋轉(zhuǎn)電機，54-B擠壓電機，55-B彈性耐高溫光滑面軟管，56-B發(fā)熱器件，57-B溫度傳感器，58-B擠壓栗，59-B熱熔腔體，60-雙排孔噴頭，61- (B)Z軸電機，62-B絲桿，63-B固定架，64-B邊沿，65-L3距離，66-緊密排線熔絲，67- (B) Z軸升降臺，68-B微型孔，71-熱氣腔體，72-熱氣回抽腔體，73-半導體制冷腔體，74-A母噴嘴，75-B母噴嘴，76-螺旋葉片組，77-金屬冷柵片，78-鼓冷風扇，121-輔飾，122-輔飾填充夾層，123-輔飾邊沿條，124-空縫隙，125-衣領，126-縱向起點。
【具體實施方式】
[0075]為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結合附圖對本發(fā)明作詳細描述。
[0076]一種服飾單面成型法，為以下步驟。
[0077]第一步，先打印布面層。
[0078]01)在3D打印時，制造布面料的原始材料、添加劑、顏料送入彈性耐高溫光滑面軟管16，該彈性耐高溫光滑面軟管16上端固定在3D打印機架構上，下端固定在熱恪腔體I上，利用打印頭來回的移動，牽引該軟管同時抖動，使粒子顆粒自動向下滑動而實現(xiàn)連續(xù)補充，輸送到熱熔腔體I直接熱熔后，由擠壓栗2的擠壓輸出熱熔材料，通過長距離排列的多孔噴頭3擠出熔絲，3D打印機控制系統(tǒng)牽引長距多孔打印頭40或圖8在X軸Y軸方向精確的移動，因長距離排列的多孔噴頭3上為一排的微型孔10，且每個微型孔10相隔較長的L距離12，所以打印出的為一排稀疏的平行線熔絲11，平行線同樣為L間距14，往復多次，多排相拼起來即形成一個平行線組成的一編線層(圖3)，且每個線的間隔相等。
[0079]02)然后通過Z軸升降臺15抬升長距多孔打印頭40或圖8，同時長距多孔打印頭40或圖8由旋轉(zhuǎn)電機20旋轉(zhuǎn)一定的角度，比如90°，以相同的方式開始打印第二次層線，形成二編線層(圖4)，第二次同時為一層稀疏的平行線熔絲11，第二次打印在交叉遇到第一次層線的平行線熔絲11時，因擠出材料的熱熔特性，形成一個個融合為一體的牢固的結點21，除了微凸的結點21外，在中間的間隔處，第二次的層線因自身熱熔特性而下垂到第一次層線相同的高度，從而使第二次的層線和在結構上依然合并在第一個層面里。
[0080]03)長距多孔打印頭40或圖8由旋轉(zhuǎn)電機20反方向旋轉(zhuǎn)相同的角度，長距離排列的多孔噴頭3在第一次層線橫向起點13的坐標位置，沿第一次層線垂直方向上向內(nèi)平移一個孔徑以上的LI固定距離22，緊挨著第一次的層線邊上擠出的平行線熔絲11打印第三次層線，該平移的固定距離即為布面料的LI線間隔22，第三次的層線和第一次的層線平行，形成三編線層(圖5)，第三次的層線和第二次的層線交叉，形成和上次微凸結點在相同高度的結點，同時在中間的間隔處，第三次的層線因自身熱熔特性而下垂到第一個面層相同的高度，從而使第三次的層線和在結構上依然合并在第一個層面里。
[0081]04)接著長距多孔打印頭(圖8)再正方向旋轉(zhuǎn)相同的角度，在第二次層線縱向起點126的坐標位置，沿第二次層線垂直方向上向內(nèi)平移一個孔徑以上的固定距離LI，緊挨著第二次的層線邊上打印第四次層線，且第四次的層線和第一，第三次的層線交叉，形成四編線層(圖6)。
[0082]05)依次類推打印每次層線時長距多孔打印頭正反旋轉(zhuǎn)相同的角度，每個奇數(shù)層線平行，每打印一個奇數(shù)層線，長距多孔打印頭都沿該層線垂直方向繼續(xù)再平移線間隔LI，且每個奇數(shù)層線打印時的橫向起點13在一條直線上；每個偶數(shù)層線平行，每打印一個偶數(shù)層線，長距多孔打印頭都沿該層線垂直方向方向繼續(xù)再平移線間隔LI，且每個偶數(shù)層線打印時的縱向起點126在一條直線上。以此方式，直至縱向和橫向的平行線間的間隔被打印填滿，即整層排滿熔絲線，使每根熔絲線通過結點21牢固熔接時同時形成交叉編織結構23，從而完成了單層編織型布面料(圖7) 3D打印制造。
[0083]06)重復I)至5)步驟多次疊加打印單層布面料時，可選擇完成3D打印制造厚交叉編織型布面料。
[0084]07)打印的第一層布面層(圖12)尺寸，為服飾穿戴類產(chǎn)品折成雙面后的單面實際尺寸32，加上額外預留出最外接續(xù)位置的一條邊沿條31。
[0085]第二步，打印一層填充夾層。
[0086]01)控制系統(tǒng)抬升長距多孔打印頭40或圖8，同時下降雙排孔填充打印頭41或圖18，并替換啟用雙排孔填充打印頭41或圖18。
[0087]02)3D打印機控制系統(tǒng)牽引雙排孔填充打印頭41或圖18在X軸Y軸方向精確的移動，雙排孔噴頭3上為二排并排的微型孔68，擠出的二排熔絲線下沉后(圖11的側視、正視)，合并成單層的緊密排線熔絲66。
[0088]03)控制系統(tǒng)隨時B旋轉(zhuǎn)電機20使微型孔一字排列的方向和雙排孔填充打印頭41或圖18移動方向永遠保持垂直。
[0089]04)打印出一個整層的填充夾層33，填充夾層33具體尺寸為服飾穿戴類產(chǎn)品折成雙面后的單面實際尺寸32。
[0090]第三步，把額外預留出最外接續(xù)位置的一條邊沿條31，向上折起，并覆蓋在剛打印出的填充夾層33之上(圖14)。邊沿條31的設計，同時使長距多孔打印頭40或圖8打印時空余的三角形死角留在邊沿條31里，邊沿條31被折起后，即消除了布面層的齒型缺口。
[0091]第四步，再打印一層布面層。
[0092]01)控制系統(tǒng)抬升控制系統(tǒng)抬升雙排孔填充打印頭41或圖10，同時下降長距多孔打印頭40或圖8，并替換啟用長距多孔打印頭40或圖8。
[0093]02)使用與第一步相同的方式，再打印第三層的布面層35，并使折完的邊沿條34和第三層的布面層35熱熔在一起。
[0094]03)打印的第三層的布面層35的具體尺寸為服飾穿戴類產(chǎn)品折成雙面后的單面實際尺寸32。
[0095]04)同時啟動半導體制冷制熱裝置27，半導體制冷片40在通電后，產(chǎn)生一面的制冷端和一面制熱端，在制冷端產(chǎn)生0°以下的溫度，在制熱端產(chǎn)生了高于室溫的相對高溫度。制熱端的相對高溫度，迅速使金屬熱柵片37也處于相對高溫度，同時導熱金屬絲45因連接金屬熱柵片37，使導熱風管39內(nèi)壁的導熱金屬絲45從頭到尾同樣處于相對高溫度。鼓熱風扇38擠壓的空氣，經(jīng)過金屬熱柵片37初步制熱成熱氣。由金屬熱柵片37制熱后的熱氣不容易被深度制熱，當熱氣再壓入導熱風管39內(nèi)后，延長并加大了冷熱傳導的接觸面積，被導熱金屬絲45進一步再深度制熱，直至熱風口 47，提供了所需的熱氣。制熱鼓風端29把熱氣擠壓到熱氣腔體71，同時混合A發(fā)熱器件6產(chǎn)生的熱氣，一并經(jīng)螺旋環(huán)形風口 24噴出，同心圓形狀的環(huán)形口形成向心角度的錐形風向，匯成向下的螺旋熱氣，聚焦對準剛被擠出的熱性熔絲打磨。
[0096]05)完成打磨過程的熱氣，匯集在噴嘴附近，在中間層下面的環(huán)形抽風口 25扣罩在該區(qū)域，通過回抽腔體22和抽風風扇28，同時在回抽熱氣，使剛增材堆積的材料上方的熱氣盡量的被抽空。
[0097]06)制冷端0°以下的溫度，迅速使金屬冷柵片77也處于0°以下溫度，同時導冷金屬絲44因連接金屬冷柵片77，使導冷風管36內(nèi)壁的導冷金屬絲44從頭到尾同樣被制冷在較低的溫度。鼓冷風扇78擠壓的空氣，經(jīng)過金屬冷柵片77初步制冷成冷氣。由金屬冷柵片77制冷后的冷氣不容易被深度制冷，當冷氣再壓入導冷風管36內(nèi)后，延長并加大了冷熱傳導的接觸面積，被導冷金屬絲44進一步再深度制冷，直至冷風口 46，提供了所需的冷氣。剛被增材堆積的材料本身還有較高溫度，甚至上下多層的材料的溫度也將保持較長的時間。由制冷鼓風端30把產(chǎn)生的冷氣向下吹壓至扣罩在外層的半導體制冷腔體73和下端環(huán)形的冷氣口 26，并吹向噴頭和打印物體。隨著打印頭的來回移動，噴出冷氣的路徑和打印頭移動的路徑一致，致使每處剛被增材堆積的材料都會被迅速制冷。
[0098]07)布面層上，尤其是邊沿條34位置，經(jīng)過熱氣打磨去除了雜絲，接續(xù)了熔絲絲頭，熔接后并迅速冷固了邊沿條34結合處。
[0099]第五步，在第一步至第四步打印的同時，以相同的方法擴大打印衣領面積，即成型豎衣領，豎衣領翻折后形成了翻衣領125。
[0100]第六步，在需要輔飾121的位置，打印與輔飾121相同圖形相同面積的填充夾層122，在該填充夾層122上面再打印一塊布面層，并額外多打印接續(xù)位置的一條輔飾邊沿條123，輔飾邊沿條123與之前打印的布面層熱熔在一起，成型了口袋等輔飾121。
[0101]第七步，取出打印的目標物品，用水溶解掉水溶性材料后，自然形成中空腔(圖16)，即制成了服飾穿戴類產(chǎn)品。
[0102]與第二步具相同效果的另一具體方案為:用軟質(zhì)板片裁剪成需求的平面尺寸作為平面夾層(圖17)，該平面尺寸為服飾穿戴類產(chǎn)品折成雙面后的單面實際尺寸32，當?shù)谝粚硬济鎸?圖12)和第三層布面層通過折完的邊沿條34熔接在一體后，抽出平面夾層(圖17)，自然形成中空腔(圖16的中空部分)，即制成了服飾穿戴類產(chǎn)品。
[0103]一種服飾單面成型的3D打印裝置，包括:長距多孔打印頭40或圖8、雙排孔填充打印頭41或圖18。
[0104]所述的長距多孔打印頭40或圖8，還包括:A熱熔腔體1、A擠壓栗2、長距離排列多孔噴頭3、旋轉(zhuǎn)電機20、熱氣打磨并冷氣制冷的裝置(圖9)。
[0105]3D打印機框架上架設(A)Z軸升降臺15，(A)Z軸升降臺15上由(A)Z軸電機17連接A絲桿18，A絲桿18上配置A固定架19，A固定架19連接長距多孔打印頭40或圖8。
[0106]A熱熔腔體I上方連接A彈性耐高溫光滑面軟管16的一頭，A彈性耐高溫光滑面軟管16另一頭固定在3D打印機X軸Y軸架構5頂上的框架上，A熱熔腔體I邊設置A發(fā)熱器件6和A溫度傳感器7。A擠壓栗2與A熱熔腔體I于合為一體，上部設置A擠壓電機
4。在A擠壓栗2和A熱熔腔體I的下端設置大孔徑的母噴嘴74，長距離排列多孔噴頭3作為子噴嘴套接在母噴嘴74上。
[0107]長距離排列多孔噴頭3上面設置一排A微型孔10，每個微型孔10相隔的距離大于2倍以上微型孔孔徑的長度，為L距離12，A微型孔10 —直排列到接近噴頭面的A邊沿9的位置。熱氣打磨并冷氣定型裝置(圖9)加裝在A熱熔腔體I和A擠壓栗2的外圍。
[0108]所述的熱氣打磨并冷氣制冷的裝置(圖9)，還包括:熱氣腔體71、螺旋熱氣環(huán)形噴口 24、熱氣回抽腔體72、半導體制冷腔體73、半導體制冷制熱裝置27。其中，三個腔體由從里面到中間，再到外層，互套在一起成整個整體，分別為里層的熱氣腔體71，中間的熱氣回抽腔體72，外層的半導體制冷腔體73。半導體制冷制熱裝置27的制熱鼓風端29連接熱氣腔體71，制冷鼓風端30連接半導體制冷腔體73并直通冷氣噴口 26，抽風風扇28通過導風管41連接熱氣回抽腔體72并直通環(huán)形抽風口 25，螺旋熱氣環(huán)形噴口 24內(nèi)設螺旋葉片組76，在風壓下產(chǎn)生螺旋熱氣，螺旋熱氣環(huán)形噴口 24正對著噴嘴下方擠出的熱熔材料。
[0109]所述的半導體制冷制熱裝置27，還包括:制冷鼓風端30、制熱鼓風端29。
[0110]在半導體制冷片40的制冷端配置金屬冷柵片77、鼓冷風扇78、導冷風管36、隔冷罩殼42、導冷金屬絲44，共同組成制冷鼓風端，具體為:金屬冷柵片77由高傳熱性的多層金屬片組成，并緊貼著半導體制冷片40的制冷端，其表面固定導冷金屬絲44的一頭，導冷金屬絲44的其余部分全部貼在導冷風管36內(nèi)壁上，導冷風管36連接隔冷罩殼42，鼓冷風扇78和隔冷罩殼42圍成半封閉隔溫腔體。
[0111]在半導體制冷片40的制熱端配置金屬熱柵片37、鼓熱風扇38、導熱風管39、隔熱罩殼43、導熱金屬絲45，共同組成制熱鼓風端。具體為:金屬熱柵片37由高傳熱性的多層金屬片組成，并緊貼著半導體制冷片40的制熱端，其表面固定導熱金屬絲45的一頭，導熱金屬絲45的其余部分全部貼在導熱風管39內(nèi)壁上，導熱風管39連接隔熱罩殼43，鼓熱風扇38和隔熱罩殼43圍成半封閉隔溫腔體。
[0112]雙排孔填充打印頭41或圖18還包括:B擠壓栗58、B熱熔腔體59、雙排孔噴頭60、B旋轉(zhuǎn)電機53。
[0113]3D打印機框架上架設(B) Z軸升降臺67，(B) Z軸升降臺67上由(B) Z軸電機61連接B絲桿62，B絲桿62上配置B固定架63，B固定架63連接雙排孔填充打印頭41或圖18。B擠壓栗58與B熱熔腔體59于合為一體，上部設置B擠壓電機54。在B擠壓栗58和B熱熔腔體59下端設置大孔徑的B母噴嘴75，雙排孔噴頭60作為子噴嘴套接在B母噴嘴75上。
[0114]B熱熔腔體59上方連接B彈性耐高溫光滑面軟管55的一頭，B彈性耐高溫光滑面軟管55另一頭固定在3D打印機X軸Y軸架構5頂上的框架上，B熱熔腔體59邊設置B發(fā)熱器件56和B溫度傳感器57。
[0115]雙排孔噴頭60上面設置二排B微型孔68，每個B微型孔68相隔一定的L3距離65，且L3距離65等于或小于微型孔68直徑，二排上的微型孔68上下位置交錯布置，B微型孔68 —直排列到接近噴頭面的B邊沿64的位置，離B邊沿64的距離小于二分之一微型孔間距長度。
[0116]以上示意性地對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性地設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種服飾單面成型法，其步驟為: 1)布面料的原始材料、添加劑、顏料在3D打印頭的熱熔腔熱熔，由擠壓栗通過長距多孔打印頭上的長距離排列多孔噴頭擠出平行熔絲線，通過長距多孔打印頭利用交叉編織方法打印一層的編織型布面層，并預留接續(xù)位置的一條邊沿條， 2)然后用雙排孔填充打印頭打印一層水溶性材料的填充夾層， 3)把額外預留出的接續(xù)位置的一條邊沿條向上折起，并覆蓋在剛打印出的填充夾層之上， 4)利用長距多孔打印頭再打印一層布面層，即第三層，并把第一層的布面層邊沿條和該第三層的布面層熱熔在一起，并啟動熱氣打磨并冷氣定型裝置，打磨雜絲，接續(xù)絲頭，熱熔并冷固邊沿條結合處，并根據(jù)實際的需求，和上述步驟I)一起選擇性留出所需的空縫隙， 5)在步驟I)至4)的同時，以相同的方法擴大打印衣領面積，即成型豎衣領，豎衣領翻折后即形成了翻衣領， 6)在需要輔飾的位置，打印與輔飾相同圖形相同面積的填充夾層，在該填充夾層上面再打印一塊布面層，并額外多打印接續(xù)位置的一條輔飾邊沿條，邊沿條與之前打印的布面層熱熔在一起，成型了口袋、輔飾， 7)取下打印物品，用水溶解掉水溶性材料，完成了制造服飾類產(chǎn)品。2.根據(jù)權利要求1所述的一種服飾單面成型法，其特征在于:所述的交叉編織方法，其步驟: a)通過長距離排列多孔噴頭擠出一排稀疏的平行線熔絲，多排次相拼打印第一次層線，形成一編線層， b)然后打印頭旋轉(zhuǎn)一定的角度，打印第二次層線，形成二編線層， c)接著打印頭反方向旋轉(zhuǎn)相同的角度，在第一次橫向起點的坐標位置，沿第一次層線的垂直方向上向內(nèi)平移一個孔徑以上的固定距離LI，打印第三次層線，形成三編線層， d)打印頭再正方向旋轉(zhuǎn)相同的角度，在第二次層線縱向起點的坐標位置，沿第二次層線垂直方向上向內(nèi)平移一個孔徑以上的固定距離LI，緊挨著第二次的層線邊上打印第四次層線，形成四編線層， e)依次類推打印每次層線時打印頭正反旋轉(zhuǎn)相同的角度，每個奇數(shù)層線平行，每打印一個奇數(shù)層線，打印頭都沿該層線垂直方向繼續(xù)再平移線間隔LI，且每個奇數(shù)層線打印時的橫向起點在一條直線上，每個偶數(shù)層線平行，每打印一個偶數(shù)層線，打印頭都沿該層線垂直方向方向繼續(xù)再平移線間隔LI，且每個偶數(shù)層線打印時的縱向起點在一條直線上，直至整層排滿熔絲線，制造出單層編織型布面料， f)重復a)至e)步驟多次疊加打印單層編織型布面料時，選擇性完成打印厚布面料。3.根據(jù)權利要求1所述的一種服飾單面成型法，其特征在于:所述的邊沿條，為超出實際尺寸多出來的接續(xù)位置的一條邊沿帶，包折起來后放在第三個層面，并直接和第三層的面料層熔融在同一個平面層。4.根據(jù)權利要求1所述的一種服飾單面成型法，其特征在于:所述的步驟2):與之具相同效果的另一夾層方案:用軟質(zhì)板片裁剪成需求的平面尺寸夾層，該平面尺寸為服飾穿戴類產(chǎn)品折成雙面后的單面實際尺寸，待第一層和第三層通過邊沿條熔接在一體后，抽出平面夾層。5.一種3D打印裝置，包括:長距多孔打印頭、雙排孔填充打印頭，其特征在于:在3D打印機X軸上設置二個Z軸升降臺，一個Z軸升降臺上配置長距多孔打印頭，一個Z軸升降臺上配置雙排孔填充打印頭，3D打印機框架上固定二個彈性耐高溫光滑面軟管的一頭，長距多孔打印頭的熱熔腔體和雙排孔填充打印頭的熱熔腔體各自分別固定一個彈性耐高溫光滑面軟管的另一頭。6.根據(jù)權利要求5所述的一種3D打印裝置，其特征在于:所述的長距多孔打印頭，還包括擠壓栗、熱熔腔體、長距離排列多孔噴頭、旋轉(zhuǎn)電機、熱氣打磨并冷氣定型裝置，其中，擠壓栗和熱熔腔體合為一體，在其下端設置大孔徑的母噴嘴，長距離排列多孔噴頭作為子噴嘴套接在母噴嘴上，熱氣打磨并冷氣定型裝置加裝在熱熔腔體和擠壓栗的外圍。7.根據(jù)權利要求5所述的一種3D打印裝置，其特征在于:所述的雙排孔填充打印頭，還包括:熱熔腔體、擠壓栗、旋轉(zhuǎn)電機、雙排孔噴頭，其中，擠壓栗和熱熔腔體合為一體，在其下端設置大孔徑的母噴嘴，雙排孔噴頭作為子噴嘴套接在母噴嘴上。8.根據(jù)權利要求6所述的長距多孔打印頭，其特征在于:所述的長距離排列多孔噴頭，為3D打印編織型布面料時使用的專用噴頭，配置一排微型孔的噴頭，微型孔一直排列到接近噴頭的邊沿的位置，微型孔相隔的距離大于2倍以上微型孔孔徑的長度。9.根據(jù)權利要求6所述的長距多孔打印頭，其特征在于:所述的熱氣打磨并冷氣定型裝置，還包括:熱氣腔體、螺旋熱氣環(huán)形噴口、熱氣回抽腔體、半導體制冷腔體、半導體制冷制熱裝置，其中，上述三個腔體由從里面到中間，再到外層，互套在一起成整個整體，分別為里層的熱氣腔體，中間的熱氣回抽腔體，外層的半導體制冷腔體，螺旋熱氣環(huán)形噴口安裝在熱氣腔體的最下端，并在螺旋熱氣環(huán)形噴口內(nèi)部設置螺旋葉片組，半導體制冷制熱裝置的制熱鼓風端連接熱氣腔體，制冷鼓風端連接半導體制冷腔體，熱氣回抽腔體通過導風管連接抽風風扇。10.根據(jù)權利要求7所述的雙排孔填充打印頭，其特征在于:所述的雙排孔噴頭，為3D打印填充中層空間材料時使用的專用噴頭，配置二排微型孔的噴頭，二排上的微型孔上下位置交錯布置，微型孔一直排列到接近噴頭的邊沿的位置，每排的每個微型孔相隔的距離等于或小于一個微型孔孔徑。
【文檔編號】B29C67/00GK105984138SQ201510041766
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】周加華
【申請人】常州市東科電子科技有限公司