[发明专利]一种多材料复合的3D打印设备及其打印方法

权利要求书

1.一种多材料复合的3D打印设备，其特征在于，所述打印装置包括多腔室铺粉装置；所述多腔室铺粉装置是长形空心容器，其内腔可用于存放粉末材料；

所述多腔室铺粉装置包含两个或多个供粉槽，所述供粉槽沿垂直于供粉槽长度的方向相邻直线排布，或相邻阵列排布；

所述每个供粉槽设有单独的进料口和下料口；

所述每个供粉槽的下料口处设有选择性下料装置，所述选择性下料装置由沿所述供粉槽长度方向排布在下料口处的多个膨胀体单元组成，所述多个膨胀体单元之间紧密连接布满所述供粉槽的下料口通道。

2.根据权利要求1所述的一种多材料复合的3D打印设备，其特征在于，所述各个供粉槽的下料口在所述铺粉装置的下部连通，形成所述铺粉装置的出料口(111)。

3.根据权利要求1所述的一种多材料复合的3D打印设备，其特征在于，所述供粉槽中装有螺旋输送机构，将粉末材料输送到供粉槽腔室的各个部位。

4.根据权利要求1所述的一种多材料复合的3D打印设备，其特征在于，所述各个膨胀体单元有独立的膨胀驱动管道和独立的控制模块。

5.根据权利要求4所述的一种多材料复合的3D打印设备，其特征在于，所述膨胀体单元的长度为10-100mm，材质为耐腐蚀的弹韧性材料。

6.根据权利要求1所述的一种多材料复合的3D打印设备，其特征在于，所述多腔室铺粉装置的侧面安装有振动装置，用于使所述铺粉装置和粉末材料振动。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种多材料复合的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备还包括复合式打印装置，所述复合式打印装置由适用于不同粘结剂的多种类型的打印喷头集合而成。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种多材料复合的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备还包括多种材料混合机构，所述多种材料混合机构包含多个独立的固液混合装置。

9.一种3D打印方法，其特征在于，利用权利要求1-9任一项所述的一种多材料复合的3D打印设备，由所述多腔室铺粉装置根据系统指令打开和关闭所述选择性下料装置的部分所述膨胀体单元，以控制对应的所述供粉槽的部分下料口下料，完成多材料复合的粉末层铺设；然后由复合打印装置根据系统指令对应喷射适用于所述已铺设粉末层材料的粘结剂，实现所述已铺设粉末层材料的局部固化；如此重复粉末层铺设和粘结剂喷射，直至形成完整的多材料复合的产品。

10.根据权利要求9所述的一种3D打印方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)利用三维制图软件，绘制包含多种粉末材料的复合三维模型，将三维模型切片后，按打印顺序将每层的二维图像导入打印机控制系统；

2)将不同类型的粉末材料进行预处理，分别从所述多腔室铺粉装置进料口加入到单独的所述供粉槽，所述选择性下料机构全部膨胀关闭；

3)读取当前打印层的二维图像，根据读取的层数据打开所述相应供粉槽的一段或全部下料口，开始铺粉；

4)当所述多腔室铺粉装置运行到当前二维图像需要铺设另一种粉末材料的位置时，所述选择性下料装置根据系统定位和信号，控制所述下料口处的膨胀体闭合不需要下料的供粉槽，打开需要的下料的供粉槽的一段或全部下料口，实现粉末材料种类的切换；

5)完成一层的铺粉后，所述复合打印装置开始运动，在粉末层选择性地喷射粘结剂；

6)重复步骤3、步骤4)和步骤5)，至打印结束；

7)粘结剂硬化完成后，清除没有喷射粘结剂的粉末材料，获得多材料复合产品。