[发明专利]三维印刷机和分配设备以及用于三维印刷机的方法

说明书

本公开提供一种分配设备和一种包括分配设备的3D印刷装置。分配设备包括主体、头部和加热设备，该主体包括主体加热器。主体包括具有纵轴的通道，并且主体加热器用于在通道的至少部分中将材料加热成可流动状态。头部连接到通道的端部，与通道连通，并包括用于排出加热材料的出口。加热设备包括围绕头部的外围路径，并加热由外围路径围绕的区域。

技术领域

本公开涉及一种三维(3D)印刷装置，具体来说涉及一种3D印刷装置的分配设备，包括局部加热设备，其用于获得从分配设备排出的材料和待粘合到分配材料的沉积区域之间的适当粘合。

背景技术

随着技术的进步，快速原型法的发展正在不断进步以便制造具有各种形状的3D体。这些技术缩短了原型模型制造的时间，并大大减少了工艺中涉及的劳动力和时间。在常规的快速原型法中，熔融沉积建模(FDM)方法相对容易掌握。FDM方法不断重复以下步骤：加热主体中的材料，使得材料变得可流动；经由分配头的开口部分将加热的材料排出到衬底上的沉积区域上；以及沉积、冷却和硬化排出的材料。接着，执行如上所述的多个层的印刷，然后制造3D体。

在常规的FDM方法中，从印刷头排出并沉积在沉积区域上的材料的温度迅速降低。在一些情况下，从印刷头排出的材料不能充分地粘合到沉积材料；或甚至在两种材料粘合在一起的情况下，不良的热应力可能残留在印刷的3D体中。另外，还存在材料粘附到分配头的通道并因此材料的供应或排出受到抑制的情况。如上所述，尽管常规的FDM方法在制造3D模型方面通常是足够的，但是本发明人并未在所有方面都满意。

发明内容

技术问题

鉴于常规技术的缺点，本公开提供了一种分配设备，一种3D印刷装置，以及一种用于在3D印刷工艺中印刷用于分配热塑性材料的3D体的方法。

根据本公开的实施方案的分配设备包括主体、头部和加热设备，该主体包括主体加热器。主体包括具有纵轴的通道，并且主体加热器用于在通道的至少部分中将材料加热成可流动状态。头部连接到通道的端部，与通道连通，并包括用于排出加热材料的出口。加热设备包括围绕头部的外围路径，并加热由外围路径围绕的区域。

在一个方面，加热设备位于主体下方，并与头部和主体加热器隔开。

在另一方面，热塑性材料是易燃的。

在另一方面，加热设备的外围路径具有有长轴和垂直于长轴的短轴的形状，并且加热设备沿长轴的一侧比加热设备沿长轴的另一侧更靠近头部。

在另一方面，加热设备包括沿外围路径延伸的至少两个区段，并且至少两个区段被单独控制并且每个区段供应加热能量。

在另一方面，加热设备包括沿主体的纵轴的上部和下部，并且上部和下部被单独控制并且每个部分供应加热能量。

在另一方面，加热设备包括围绕头部的内部和围绕内部的外部，并且内部和外部被单独控制并且每个部分供应加热能量。

在另一方面，加热设备的热源选自以下中的至少一个：卤素灯管、红外灯管、远红外灯管、石英加热管、超声波加热源、微波加热源、电阻加热板、弧光灯管、氙灯管或激光加热源。

根据本公开的实施方案的3D印刷装置包括被配置成支撑衬底的工作台、根据本公开的分配设备以及三维位移组件。3D印刷装置用于将热塑性材料分配到衬底上，以便通过使用分配设备印刷三维体。

根据本公开的实施方案的用于通过分配设备印刷3D体的方法包括以下步骤：控制加热设备以加热衬底上方的区域；将材料供应到主体的通道中；使用主体加热器将主体的一部分中的材料加热成可流动状态；从头部的出口排出加热材料；以及将排出的材料分配到由加热设备加热的区域中的衬底上。