[发明专利]功能梯度复合材料光固化3D打印机及其混料系统

说明书

本申请公开一种功能梯度复合材料光固化3D打印机及其混料系统，其中所述混料系统包括：多个储存罐和一个混合罐；所述多个储存罐中分别储存不同类型的液态光敏树脂，每个储存罐中的液态光敏树脂流向所述混合罐；所述混合罐将来自所述多个储存罐中的至少二个储存罐储存的液态光敏树脂进行超声波混匀得到混合树脂，以提供所述光固化3D打印机使用的树脂打印耗材。本申请有效提高了光固化3D打印机打印功能梯度复合材料的打印效率。

技术领域

本发明涉及光固化3D打印技术领域，尤其涉及一种功能梯度复合材料光固化3D打印机及其混料系统。

背景技术

功能梯度材料(functionally gradient materials,FGM)是两种或多种材料复合且成分和结构呈连续梯度变化的一种新型功能复合材料。该材料的结构与均一材料、复合材料不同，它选用了两种(或多种)性能不同的材料，通过改变这两种(或多种)材料的组成和结构，消去材料间的界面，使整体材料的性能随着材料的组成和结构的变化而缓慢变化。

增材制造技术俗称3D打印技术，融合了计算机辅助设计和材料加工与成形技术，以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品。该技术与传统的铸造等“等法技术”以及切削等“减法技术”相比，是一种全新的“加法技术”，通过切片软件对三维模型进行切割，可实现自下而上，逐层累加的制造工艺。这对于受制于传统工艺的复杂零件的制造非常有益，而且可以通过零件的整体成型减少多种零件的装配工序。

3D打印技术能够很好地应用于功能梯度复合材料的制备，但是在制备过程中任然存在着一些缺陷：如无法保证不同材料间的良好界面性能、无法保证不同材料的体分含量按照所需情况任意增减等。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种功能梯度复合材料光固化3D打印机及其混料系统，以解决传统3D打印机制造功能梯度复合材料时的一些局限。

根据本申请的一个方面提供一种功能梯度材料光固化3D打印机的混料系统，其包括：多个储存罐和一个混合罐；所述多个储存罐中分别储存不同类型的液态光敏树脂，每个储存罐中的液态光敏树脂流向所述混合罐；所述混合罐将来自所述多个储存罐中的至少二个储存罐储存的液态光敏树脂进行超声波混匀得到混合树脂，以提供所述光固化3D打印机使用的树脂打印耗材。

其中，在每个储存罐与所述混合罐之间还设置有节流阀，所述节流阀用于控制流向所述混合罐的树脂的流量，以得到按照预定比例混合的混合树脂。

其中，所述混料系统还包括：储存有清洗液的清洗罐，所述清洗罐分别与所述混合罐和所述多个储存罐连接，用于使用所述清洗液清洗所述混合罐和/或所述多个储存罐。

其中，所述多个储存罐中的每个储存罐将其储存的液态光敏树脂输送至所述多材料光固化3D打印机的刮刀，所述刮刀在当前打印分层涂覆所述液态光敏树脂。

根据本申请的另一方面提供一种功能梯度复合材料光固化3D打印机，其包括：打印系统和混料系统，所述混料系统包括：多个储存罐，每个储存罐分别储存不同类型的液态光敏树脂，每个储存罐中的液态光敏树脂流向混合罐或所述打印系统；混合罐，将来自所述多个储存罐中的至少二个储存罐储存的液态光敏树脂进行超声波混匀得到混合树脂，并将所述混合树脂输送至所述打印系统；清洗罐，使用其中所储存的清洗液清洗所述混合罐和/或所述多个储存罐。

其中，在每个储存罐与所述混合罐之间还设置有节流阀，所述节流阀用于控制流向所述混合罐的树脂的流量，以得到按照预定比例混合的混合树脂。

其中，所述打印机还包括：空压机，其分别与所述多个储存罐、所述混合罐和所述清洗罐连接，用于提供使槽体内的液体流动的动力。

根据本发明的技术方案，通过预先在混合罐中将多种单一类型的树脂进行混合，然后将混合后的打印树脂输送至打印系统进行功能梯度复合材料打印。