[发明专利]一种制备多区域复合材料3D打印方法

说明书

本发明涉及一种制备多区域复合材料3D打印方法，S1、喂料制备：将多种原料粉末分别与粘结剂混合密炼，并制备形成多种相应的喂料；S2、生胚打印：3D打印机包括多个可切换，且用于放置喂料及可向打印台挤出熔融的喂料的打印工作头；将多种喂料分别放入对应的打印工作头内；3D在打印中根据打印模型，控制不同区域选用放置不同喂料的打印工作头进行打印；从而获得生胚S3、脱脂：将生胚进行脱脂，获得脱脂件；S4、烧结：将脱脂件进行烧结形成最终产品；本发明通过多个打印工作头，可实现多元材料打印和间接打印相结合，可实现材料的多重搭配，打破传统的复合材料的局限性，使产品的性能和外观可塑性更好。

技术领域

本发明涉及适用于金属陶瓷复合结构零部件的制造方法，特别涉及制备多区域复合材料的3D打印方法。

背景技术

3D打印是增材制造技术的典型应用，它是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、塑料等可粘结剂为原料，先用三维造型软件在计算机生成部件的三维实体模型，而后用分层软件对其进行分层处理，即将三维模型分成一系列的层，将每一层的信息传送到成型机，通过液化、粉末化、丝化的固体材料逐层打印出产品。

多材料的混合3D打印方式能够创造一个本身具有不同属性的产品而无需组装，其目的是通过减少制造产品的步骤来提高效率。与单一材料3D打印相比，它可以一次制造拥有有多种的功能或物理属性的产品，而不需要再把各种部件组装起来。多材料混合加快了拥有日益复杂部件的产品推向市场的速度，并可以精确计算所需的原材料数量，减少了生产浪费。而在柔性机器人、轻质结构和灵活电子设备等领域，多材料混合3D打印技术正在掀起一场前所未有的革命。

但是针对于金属、陶瓷材料领域的多材料打印技术鲜有报道，相比于传统的单一金属陶瓷打印，塑料基的多材料混合打印产品具有更广阔的应用前倾，也更符合社会的生产和生活需要，因此开发一种适用于金属、陶瓷材料的多元材料体系3D打印方法是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备多区域复合材料3D打印方法，该方法间接打印和粉末烧结成型相结合，可实现材料的多重搭配，打破传统的复合材料的局限性，可适用于多区域材料产品的开发和生产，可极大的提高产品界面强度性能和外观可塑性更好。

实现本发明目的的技术方案是：本发明包括如下步骤：

S1、喂料制备：将多种原料粉末分别与粘结剂混合密炼，并制备形成多种相应的喂料；

S2、生胚打印：3D打印机包括多个可切换，且用于放置喂料及可向打印台挤出熔融的喂料的打印工作头；将多种喂料分别放入对应的打印工作头内；3D在打印中根据打印模型，控制不同区域选用放置不同喂料的打印工作头进行打印；从而获得生胚

S3、脱脂：将生胚进行脱脂，获得脱脂件；

S4、烧结：将脱脂件进行烧结形成最终产品；

所述述原料为金属粉或陶瓷粉；

所述粘结剂为聚甲醛、聚乙烯、石蜡、聚丙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯中的一种或两种以上的组合。

上述多种原料分别为316L和AL₂O₃；或分别为316L和ZrO₂；或分别为316L和TC4；或分别为316L、17-4PH和AL₂O₃；或分别为TC4和ZrO₂。

各原料分别与粘结剂按照9:1的比例进行混合密炼。

上述打印工作头包括料仓、进料管、进料螺杆、加热套和喷嘴；料仓的出口与进料管的进口连接相通，进料管的出口与喷嘴的进口连接相通；进料螺杆设置在进料管内，且用于将料仓内的喂料输送到喷嘴内并将喂料从喷嘴挤出；所述加热套套设在进料管的外部，且用于熔融进料管内的喂料；喷嘴的出口直径为0.01mm～2mm。