3d打印機(jī)及3d打印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及3D打印領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印機(jī)及一種3D打印方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印是快速成型技術(shù)的一種，是一種以數(shù)字文件為基礎(chǔ)，使用粉末或者可固化材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)制造產(chǎn)品的技術(shù)，與傳統(tǒng)制造業(yè)采用的減材制造技術(shù)形成鮮明的對(duì)比，3D打印是一種增材制造技術(shù)，是通過(guò)一層層材料的疊加形成最終的產(chǎn)品。
[0003]SLA打印機(jī)(采用光固化立體成型技術(shù)，Stereo lithography，SLA)是最早商用的3D打印機(jī)之一，這類(lèi)打印機(jī)利用紫外光固化光敏樹(shù)脂形成打印層，打印完一層后支撐平臺(tái)向下(或者向上)移動(dòng)一定距離讓光敏樹(shù)脂層重新覆蓋在前一層打印面上，然后繼續(xù)進(jìn)行固化。光敏樹(shù)脂材料需要從打印頭擠出，而后材料再一層層地層疊起來(lái)，因此對(duì)于那些在打印過(guò)程中某一部位不在上一打印層截面內(nèi)的新層來(lái)說(shuō)，提供必要的支撐是必須的。而支撐部件撤去時(shí)很容易對(duì)打印層產(chǎn)生不良影響，包括打印層的變形甚至斷裂?，F(xiàn)行的大部分3D打印技術(shù)都采用支撐料支持。支撐料的只要作用是:1、固定預(yù)打印的模型主體；2、預(yù)打印的模型主體中懸空部分打印時(shí)，支撐料可以在下部起到支撐作用。但目前支撐料存在四大問(wèn)題:1、支撐料從模型主體上去除的工序較為困難，需特殊溶劑、高頻震蕩或其他一些技術(shù)手段；2、支撐料去除效率低，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)；3、支撐料去除后，仍有部分殘留在模型主體上且無(wú)法避免。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種支撐料容易去除的3D打印機(jī)和一種3D打印方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施方式采用如下技術(shù)方案:
[0006]—方面，提供一種3D打印機(jī)，包括打印室，所述打印室內(nèi)部設(shè)置有打印組件和承載平臺(tái)，所述打印組件設(shè)置在所述承載平臺(tái)的上方，所述打印組件包括打印支架和連接在所述打印支架上的打印頭組件和固化燈組件，所述打印支架沿打印方向移動(dòng)，在所述打印方向上，所述打印頭組件位于所述固化燈組件的前方，所述打印頭組件包括打印模型主體的主打印頭和打印支撐料的副打印頭，所述模型主體材料為光敏樹(shù)脂，所述打印室內(nèi)部的打印溫度低于所述支撐料的凝固溫度，所述支撐料在所述打印溫度中凝固。
[0007]優(yōu)選的，所述支撐料為水，所述打印溫度低于0°C。
[0008]優(yōu)選的，所述打印組件還包括連接在所述打印支架上的壓平組件，所述壓平組件置于所述打印頭組件和所述固化燈組件之間。
[0009]優(yōu)選的，所述壓平組件包括壓平滾輪和連接所述壓平滾輪與所述打印支架的支撐架。
[0010]優(yōu)選的，所述壓平滾輪的內(nèi)部與所述支撐架的內(nèi)部均為中空結(jié)構(gòu)且相互連通，所述壓平滾輪的內(nèi)部和所述支撐架的內(nèi)部充注有低于所述支撐料的所述凝固溫度的冷卻介質(zhì)。
[0011]優(yōu)選的，所述副打印頭設(shè)置有溫控裝置，控制所述副打印頭中的所述支撐料保持液態(tài)。
[0012]優(yōu)選的，在所述打印方向上，所述主打印頭位于所述副打印頭的前方。
[0013]優(yōu)選的，所述打印組件還包括一轉(zhuǎn)換頭，所述轉(zhuǎn)換頭連接所述主打印頭和所述副打印頭至所述打印支架，且所述頭轉(zhuǎn)換所述主打印頭和所述副打印頭的位置。
[0014]優(yōu)選的，所述承載平臺(tái)設(shè)置有低溫組件，所述低溫組件控制所述承載平臺(tái)之承載平面的溫度低于所述支撐料的所述凝固溫度。
[0015]另一方面，還提供一種3D打印方法，采用如上述任一項(xiàng)所述的3D打印機(jī)進(jìn)行打印，打印步驟如下:
[0016]在所述打印室內(nèi)打印光敏樹(shù)脂和支撐料形成模型，所述光敏樹(shù)脂在所述固化燈組件的照射下形成所述模型主體，所述支撐料在低于所述支撐料的所述凝固溫度的所述打印溫度中凝固且支撐所述模型主體；
[0017]取出所述模型，在高于所述支撐料的所述凝固溫度的環(huán)境中去除所述支撐料。
[0018]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]本發(fā)明所述3D打印機(jī)和3D打印方法，通過(guò)控制所述打印室內(nèi)的所述打印溫度即可使所述支撐料在被打印出來(lái)后凝固，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述模型主體的固定和支撐，整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單、高效，有利于提高3D打印機(jī)的打印效率。
[0020]同時(shí)，只需將所述模型自所述3D打印機(jī)中取出，放置于一個(gè)溫度高于所述支撐料的所述凝固溫度的環(huán)境中，所述支撐料自會(huì)融化，所述支撐料的去除過(guò)程快速、簡(jiǎn)單，而且不會(huì)造成對(duì)所述模型主體的破壞，保證了所述模型主體的打印質(zhì)量。
[0021]進(jìn)一步的，設(shè)置所述支撐料為水，相比較現(xiàn)有支撐料，采用水作為支撐料成本極低，環(huán)保，且可以回收利用。此時(shí)，設(shè)置打印室內(nèi)打印溫度低于0°C。當(dāng)然，也只需將本實(shí)施例所述3D打印機(jī)中打印完成的模型取出放置于一個(gè)高于0°C的環(huán)境中，采用水材料的支撐料自會(huì)融化，所述支撐料的去除過(guò)程快速、簡(jiǎn)單，而且不會(huì)造成對(duì)所述模型主體的破壞，保證了所述模型主體的打印質(zhì)量。
[0022]再者，本發(fā)明所述3D打印機(jī)還設(shè)置有壓平組件，且所述壓平組件之壓平面處于低于所述支撐料的所述凝固溫度的低溫狀態(tài)，所述壓平滾輪在壓過(guò)支撐料時(shí)能夠促進(jìn)支撐料的凝固，進(jìn)一步保障了支撐料的支撐強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以如這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明提供的一種3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明提供的一種3D打印機(jī)上的壓平組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是本發(fā)明提供的另一種3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0028]請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明提供的一種3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例所述3D打印機(jī)，包括打印室1，打印室I內(nèi)部設(shè)置有打印組件2和承載平臺(tái)3，打印組件2設(shè)置在承載平臺(tái)3的上方，打印組件2包括打印支架21和連接在打印支架21上的打印頭組件22和固化燈組件24。為方便后文說(shuō)明，定義本實(shí)施例所述3D打印機(jī)的打印方向?yàn)閳D1中所示的X方向，換言之，打印組件2沿X方向進(jìn)行打印動(dòng)作。具體而言，打印組件2的打印支架21沿X方向移動(dòng)，在X方向上，打印頭組件22位于固化燈組件24的前方。打印頭組件22包括打印模型主體4的主打印頭221和打印支撐料5的副打印頭222，模型主體4材料為光敏樹(shù)脂，打印室I內(nèi)部的打印溫度低于支撐料5的凝固溫度，支撐料5在打印溫度中凝固。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例所述3D打印機(jī)，通過(guò)主打印頭221打印模型主體4，模型主體4的材料為光敏樹(shù)脂，模型主體4在固化燈組件24的照射下固化；通過(guò)副打印頭222打印支撐料5，支撐料5被打印在模型主體4相鄰處或懸空處，且在低于支撐料5的凝固溫度的打印溫度中凝固，用于支撐、固定模型主體4。
[0030]本實(shí)施中所述3D打印機(jī)，通過(guò)控制打印室I內(nèi)的打印溫度即可使支撐料5在被打印出來(lái)后凝固，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)模型主體4的固定和支撐，整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單、高效，有利于提高3D打印機(jī)的打印效率。
[0031]同時(shí)，只需將所述模型自所述3D打印機(jī)中取出，放置于一個(gè)溫度高于支撐料5的凝固溫度的環(huán)境中，支撐料5自會(huì)融化，支撐料5的去除過(guò)程快速、簡(jiǎn)單，而且不會(huì)造成對(duì)模型主體4的破壞，保證了模型主體4的打印質(zhì)量。
[0032]進(jìn)一步的，采用水作為支撐料，相比較于現(xiàn)有支撐料成本大概為700?100RMB/kg，本實(shí)施例采用水作為支撐料的成本極低，環(huán)保，且可以回收利用。此時(shí)，設(shè)置打印室I內(nèi)打印溫度低于0°C。當(dāng)然，也只需將本實(shí)施例所述3D打印機(jī)中打印完成的模型取出放置于一個(gè)高于O°C的環(huán)境中，采用水材料的支撐料自會(huì)融化，支撐料的去除過(guò)程快速、簡(jiǎn)單，而且不會(huì)造成對(duì)所述模型主體的破壞，保證了所述模型主體的打印質(zhì)量。
[0033]可以理解的，打印室I內(nèi)的打印溫度可以通過(guò)風(fēng)力循環(huán)系統(tǒng)維持，所述風(fēng)力循環(huán)系統(tǒng)的冷量來(lái)源可以是外部制冷系統(tǒng)也可以是所述3D打印機(jī)所配套系統(tǒng)。
[0034]進(jìn)一步的，如圖1所示，所述3D打印機(jī)的打印組件2