[发明专利]材料挤出式3D打印方法

说明书

本申请公开了一种材料挤出式3D打印方法，涉及增材制造技术领域，所述材料挤出式3D打印方法包括以下步骤：分别制备支撑材料以及打印浆料，打印浆料为无机非金属树脂基浆料或金属粉末树脂基浆料，以使得打印浆料悬浮于支撑材料中，打印浆料的固含量大于或等于40%；将支撑材料装入容器中，并将装有支撑材料的容器放置于打印平台上；通过3D打印机，基于预设的目标设计模型，在容器中的支撑材料中，挤出打印浆料；根据支撑材料的透光性确定目标固化处理方式，按照目标固化处理方式，对打印浆料进行固化处理，得到目标模型。本申请解决了现有技术材料挤出式3D打印对打印材料的限制导致打印材料性能较差的技术问题。

技术领域

本申请涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种材料挤出式3D打印方法。

背景技术

材料挤出式3D（3-dimension，三维）打印技术是将材料从喷嘴挤出并选择性沉积的增材制造过程，与其他打印技术相比具有打印成本低、适用于材料体系多、操作简单方便、打印速度快等优点。对于陶瓷等无机非金属材料以及金属材料的3D打印，目前通常是常温挤出成型的方式，需要材料能够在挤出时快速具有一定的强度，以保留住成型结构，得到具有完整结构的打印件，故打印浆料常常以水为基体材料，且挤出成型的方式还需要被挤出的材料在常温下具有一定流动性，故而对打印浆料的固含量具有一定的限制，固含量通常不高于40%，若固含量较高，打印浆料的流动性较差，难以从喷嘴中顺利挤出，或常出现挤出的打印浆料存在裂痕或断裂的情况，为了提高水基浆料的流动性，还常常需要控制原材料的粒径，粒径较小的原材料，能够配置成挤出打印的流动性较低的膏体材料，然而这样配置出的膏体材料中的原料颗粒不易分散均匀、易团聚，也会降低材料的性能。利用光固化的打印方法虽然可以在一定程度上对挤出的打印浆料及时进行固化，以保留住成型结构，但要求浆料具有较高的流动性和一定的光线透射率，对于陶瓷等无机非金属材料以及金属材料等不透明材料，由于其对光的透射率较低，固化速度较慢，也只能降低打印浆料的固含量，要保持较好的成型结构，打印浆料的固含量通常只能达到百分之三十多，从而会使得材料的力学性能较低。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种材料挤出式3D打印方法，旨在解决现有技术材料挤出式3D打印对打印材料的限制导致打印材料性能较差的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供一种材料挤出式3D打印方法，所述材料挤出式3D打印方法包括以下步骤：

分别制备支撑材料以及打印浆料，所述打印浆料为无机非金属树脂基浆料或金属粉末树脂基浆料，以使得所述打印浆料悬浮于所述支撑材料中，所述打印浆料的固含量大于或等于40%；

将所述支撑材料装入容器中，并将装有所述支撑材料的容器放置于打印平台上；

通过3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料；

根据所述支撑材料的透光性确定目标固化处理方式，按照所述目标固化处理方式，对所述打印浆料进行固化处理，得到目标模型。

可选地，所述支撑材料包括有机材料、无机非金属材料和金属材料中的一种或多种。

可选地，所述有机材料包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚丙烯酰胺树脂、交联聚丙烯酸树脂、聚氧化乙烯、聚季铵盐中的一种或多种；

或者，包括植物油、动物油、矿物油、硅油、润滑脂、固态石蜡或液态石蜡中的一种或多种；

或者，包括环糊精基超分子水凝胶、DNA（DeoxyriboNucleic Acid，脱氧核糖核酸）超分子水凝胶、聚氨酯脲超分子水凝胶、透明质酸-葡聚糖超分子水凝胶、丹参酮II-A多肽超分子水凝胶、石墨烯复合超分子水凝胶、卡波姆、明胶和海藻酸钠中的一种或多种。

可选地，所述无机非金属材料包括胶凝材料、陶瓷、玻璃、研磨材料、碳素材料、非金属矿物中的一种或多种，所述无机非金属材料的状态包括粉末状态、浆料状态或膏体状态。