[发明专利]一种混材3D物体的制作方法及系统

说明书

本发明提供一种混材3D物体的制作方法，包括如下步骤：a.基于目标物体的层打印数据逐一打印像素点形成层打印成果，打印所述目标物体所需的主材的种类数为N₀，打印所述像素点所需的所述主材的种类数为N₁，打印所述像素点所需的辅材的种类数为N₂，其中，N₁≤N₀，且当N₁＜N₀时N₂≥1；b.重复所述步骤a形成多个层打印成果，且多个所述层打印成果叠加形成所述混材3D物体。本发明能够实现全彩色打印以及混材打印，并且有效提高了3D物体的成型精度，降低了材料组合使用的难度，还提高了3D物体的成型速度。

技术领域

本发明涉及快速成型技术领域，尤其涉及采用喷墨打印头进行逐层加式制造3D物体的技术，特别是一种混材3D物体的制作方法及系统。

背景技术

快速成型技术又称快速原型制造技术或加式制造技术，其基本原理都是基于3D模型切片后逐层加工堆积起来制作3D物体。

目前，采用快速成型技术制作3D物体具体有熔融沉积技术(简称：FDM技术)、立体光刻技术(简称：SLA技术)、选择性激光烧结技术(简称：SLS技术)、叠层成型技术(简称：LOM技术)或三维喷墨打印技术(简称：3DP技术)等。其中，采用3DP技术制作3D物体是近年来关注研究的热点之一。

现有3DP技术可以用于制作彩色3D物体，如专利名称为“用于3D打印的多彩色墨水、3D打印机和控制3D打印的方法”的美国专利US20150094394A1，采用品红色(M)、黄色(Y)、青色(C)、黑色(BK)四色光固化树脂墨水作为3D物体的成型材料，且该四色墨水分别装于不同的喷墨打印头中，根据3D模型的数据信息通过驱动控制器控制打印头进行逐层喷墨打印，由于采用的是光固化树脂材料，打印头喷出的每一滴墨经光固化后具有一定的体积，大量固化的墨滴逐层堆积形成3D物体。喷墨打印头在进行喷墨打印时假设每个像素点对应一个墨滴，例如打印品红色区域时每个像素点对应喷射一个品红色墨滴，当打印绿色区域时每个像素点需要喷射一个黄色墨滴和一个青色墨滴，由于绿色区域中一个像素点对应了两个墨滴而品红色区域中一个像素点对应了一个墨滴，此时造成3D物体的表面不平整，最终影响3D物体的尺寸精度。因此，采用该专利技术只能打印出有限几种颜色的彩色物体，而不能实现全彩色，且该专利技术中必须保证不同颜色的彩色材料在性能上尽可能一致，如材料收缩率，否则在进行光固化时由于材料收缩率不一致造成相邻区域出现凹凸不平现象。

因此，如何采用3DP技术实现全彩色3D物体的打印，以及如何实现含有不同性质材料的3D物体的打印，并且还能够实现高成型精度的打印，是目前及未来需要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，根据本发明的一个方面，提供一种混材3D物体的制作方法，通过逐层打印的方式制成所述混材3D物体，包括如下步骤：

a.基于目标物体的层打印数据逐一打印像素点形成层打印成果，打印所述目标物体所需的主材的种类数为N₀，打印所述像素点所需的所述主材的种类数为N₁，打印所述像素点所需的辅材的种类数为N₂，其中，N₁≤N₀，且当N₁＜N₀时N₂≥1；

b.重复所述步骤a形成多个层打印成果，且多个所述层打印成果叠加形成所述混材3D物体。

优选地，通过喷射多个墨滴形成所述像素点，且每个所述墨滴使用一种所述主材或者一种所述辅材喷出，且一种所述主材只喷射一个所述墨滴。

优选地，每个所述像素点包含的墨滴数量相同。

优选地，每个所述像素点通过喷射多个墨滴形成，至少一个所述墨滴使用所述主材喷出和/或至少一个所述墨滴使用所述辅材喷出。