[发明专利]三维打印

说明书

本发明公开了三维打印机、增强丝及其使用方法。无孔隙增强丝被进给到挤出喷嘴。所述增强丝包括可以连续或半连续的芯以及包围所述芯的基质材料。增强丝被加热到大于所述基质材料的熔融温度且小于所述芯的熔融温度的温度，然后从所述挤出喷嘴挤出细丝。

相关申请的参照

本申请是中国专利申请第201480028653.9号的分案申请，第 201480028653.9号的专利申请其申请日是2014年3月21日，发明名称 是“三维打印”。

技术领域

本发明的各方面涉及三维打印。

背景技术

自从三维打印(也被称为增材制造)的最初发展开始，已经设想了构 造逐层零件的各种类型的三维打印和打印机。例如，立体光刻(SLA)产生 高分辨率的零件。然而，使用SLA制造的零件通常不耐用，而且还常常 不是紫外线稳定的，相反通常用于概念验证的工作。除了SLA之外，熔 丝制造(FFF)三维打印机也被用于通过沉积丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) 或类似聚合物的连续细丝珠粒构造零件。在有些类似的技术中，包含含 有树脂的连续纤维增强材料的“丝束预浸料”以“未加工状态”沉积。 随后，将零件置于真空下并加热，以除去存在于沉积材料中的夹带气隙 并完全固化零件。尽管没有考虑三维打印，但是增材制造的另一种方法 包括预浸渍的(预浸料)复合结构，其中零件通过将用树脂粘合剂浸渍的织 物片材切断成二维图案而制成。然后，各片材中的一个或多个分层到模 具中，并加热以液化粘合树脂并固化最终零件。(非三维打印)复合结构的 另一种方法是细丝缠绕，其使用缠绕在定制心轴周围的复合材料的股线 (例如，含有数百至数千的碳股线)以形成零件。细丝缠绕通常限于因细丝 “桥接”而形成的凹状和因纤维处于张力下并且支撑纤维的周围较高几 何形状使其不落入下层空间而形成的任何凸状。

发明内容

在一个实施方案中，一种制造零件的方法，包括：将无孔隙的芯增 强丝进给到挤出喷嘴，其中所述芯增强丝包括芯和包围所述芯的基质材 料；将所述芯增强丝加热到大于所述基质材料的熔融温度且小于所述芯 的熔融温度的温度；和挤出所述芯增强丝，形成零件。

在另一个实施方案中，一种用于三维打印机的细丝，包括：多丝芯 和包围所述多丝芯的基质材料。所述基质材料基本上浸渍所述多丝芯的 整个截面，和所述细丝是基本上无孔隙的。

在另一个实施方案中，一种制造零件的方法，包括：将细丝进给到 加热的挤出喷嘴；和在所述加热的喷嘴的出口处或其上游的位置切断所 述细丝。

在另一个实施方案中，一种三维打印机，包括：包括喷嘴出口的加 热的挤出喷嘴；和进给机构，被构造和配置成将细丝进给到所述加热的 挤出喷嘴。所述三维打印机还包括切断机构，被构造和配置成在所述加 热的喷嘴的出口处或其上游的位置切断所述细丝。

在另一个实施方案中，一种加热的挤出喷嘴，包括：喷嘴入口，被 构造和配置成接纳细丝；和与所述喷嘴入口流体连通的喷嘴出口。所述 喷嘴出口横向于所述细丝的路径的截面积大于所述喷嘴入口横向于所述 细丝的路径的截面积。

在另一个实施方案中，一种用于三维打印机的细丝，包括：芯，包 括在所述细丝的轴向方向上延伸的多个分开的节段；和包围所述多个节 段的基质材料。所述基质材料基本上浸渍所述芯的整个截面，和所述细 丝是基本上无孔隙的。

在另一个实施方案中，一种方法，包括：在喷嘴的温度低于细丝的 熔融温度下，将细丝放置在喷嘴出口的上游的位置；和在打印过程中从 所述喷嘴出口移动细丝。

在另一个实施方案中，一种方法，包括：将细丝从被定制尺寸并配 置成支撑细丝的第一通道进给到与喷嘴出口流体连通的腔室，其中所述 腔室横向于所述细丝的路径的截面积大于第一通道横向于所述细丝的路 径的截面积。