[发明专利]一种针对颗粒材料的熔混3D打印系统及打印方法

说明书

本发明公开了一种针对颗粒材料的熔混3D打印系统及打印方法，该系统包括用于人机交互操作的上位机（1），用于打印与成型的打印机本体（2），用于原料的熔化、混合及药浆推进的熔混装置（3），用于为打印机本体（2）和混溶装置（3）提供高温加热、常温保温、高压气及真空环境的辅助装置（4）以及用于接收上位机（1）的指令并控制打印机本体（2）、熔混装置（3）和辅助装置（4）动作的控制器（5）。本发明提供的3D打印系统利用熔混装置对颗粒材料进行混溶，在控制器和上位机的作用下在打印机本体内进行打印成型，通过辅助装置的高温加热、常温保温、高压气及真空环境保证了打印机本体有效地的打印成型，保证了产品的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种3D打印系统及打印方法，尤其是涉及一种针对颗粒材料的熔混3D打印系统及打印方法。

背景技术

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

3D打印技术的原理与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。3D打印过程包括三维设计、切片处理和完成打印三大步骤，主要应用于海军舰艇、航天技术和医学领域等。

将3D打印成型技术应用于颗粒材料，对颗粒材料成型工艺具有较好的改善作用，具有成型快、高精度以及对复杂产品结构具有成型的优点，保证颗粒材料成型的稳定性，是3D打印在颗粒材料中的成型关键，故研究3D打印在颗粒材料中到的成型具有重要意义。

发明内容

本发明在此的目的在于提供一种能够对颗粒材料进行有效地3D打印，保证颗粒材料成型的稳定性的针对颗粒材料的熔混3D打印系统。

为实现本发明的目的，在此所提供的3D打印系统包括：

上位机，用于人机交互操作；

打印机本体，用于打印与成型；

熔混装置，用于原料的熔化、混合及药浆推进；

辅助装置，用于为所述打印机本体和所述熔混装置提供高温加热、常温保温、高压气及真空环境；以及

控制器，用于接收所述上位机的指令并控制所述打印机本体、所述熔混装置和所述辅助装置动作。

在一些实施方式中，所述打印机本体包括XYZ三轴平台、打印喷头、成型箱和托盘，所述XYZ三轴平台安装于所述成型箱内，所述打印喷头通过喷头支撑杆安装于所述XYZ三轴平台上，所述托盘通过托盘支撑杆安装于所述XYZ三轴平台上，所述XYZ三轴平台带动所述打印喷头和所述托盘运动。

利用XYZ三轴平台实现了X、Y、Z三个方向的移动，更好地保证了打印的有效性。

本发明在此的另一个目的在于提供一种针对颗粒材料的熔混3D打印方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：操作员在上位机中调用三维建模软件对预打印的模型进行建模，形成STL数据文件；

步骤2：操作人员在上位机中调用切片软件对几何模型进行切片，生成能够指导打印的G-code；

步骤3：打印准备工作，操作人员给控制器、打印机本体、熔混装置及辅助装置上电，上位机上通过主控软件将G-code模型下载到控制器，控制器控制启动辅助装置；

步骤4：操作人员将原料加入到熔混装置，控制器控制熔混装置开始工作，制备药浆；