[发明专利]一种高固相含量浆料直写成型3D打印装置及方法

权利要求书

1.一种高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：包括基座(9)，所述基座(9)上安装有导轨组件(7)和打印平台(91)，所述导轨组件(7)上通过固定夹具(6)安装有料筒(4)，所述料筒(4)设置在预热组件内；所述料筒(4)的底部设有喷嘴(5)；

所述料筒(4)的进料口处设有密封盖(3)，所述密封盖(3)上开设有进气口。

2.根据权利要求1所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述预热组件包括测温组件(2)和加热组件(1)。

3.根据权利要求2所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述加热组件(1)包括螺旋线圈(11)、导热片(12)和电磁加热控制器(13)，所述导热片(12)设置在料筒(4)外，所述螺旋线圈(11)设置在导热片(12)外，所述螺旋线圈(11)的两端连接电磁加热控制器(13)；

所述电磁加热控制器(13)安装在固定夹具(6)的外侧壁，且螺旋线圈(11)的两端穿过固定夹具(6)；

所述电磁加热控制器(13)外设有散热组件(14)。

4.根据权利要求3所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述测温组件(2)包括保温壳体(21)，所述保温壳体(21)设置在螺旋线圈(11)、导热片(12)和料筒(4)的外侧，且保温壳体(21)内设有第一温度传感器；所述测温组件(2)还包括第二温度传感器(22)，所述第二温度传感器(22)安装在密封盖(3)下端。

5.根据权利要求1所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述打印平台(91)的底面设有制冷组件(92)。

6.根据权利要求5所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述制冷组件(92)包括导热板(921)和半导体制冷器(922)，所述打印平台(91)与半导体制冷器(922)间安装有导热板(921)。

7.根据权利要求1所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置，其特征在于：所述导轨组件(7)包括相互安装的X导轨、Y导轨和Z导轨。

8.一种如权利要求1所述的高固相含量浆料直写成型3D打印装置使用方法，其特征在于：

1)、首先配置所需的高固相含量浆料；其次，取适量浆料装入烧杯，置于水浴加热装置中；最后进行浆料粘温特性的定性试验，即利用粘度计测量浆料粘度随温度变化关系，得到适合浆料挤出的温度范围；同一成分浆料不必进行重复的定性试验；

2)、另取高固相含量浆料装入料筒(4)；

3)、根据浆料的粘温特性的不同，需在控制系统(8)中设定加热组件的预热温度和升温曲线，此过程由保温壳体(21)中的第一温度传感器对导热片升温情况实时监测并通过控制系统(8)及时反馈；

4)、因导热片(12)、料筒(4)和筒内浆料传热速率存在差异，且不同成分浆料传热速率不同，导致筒内浆料达到热平衡所需的时间较长，所以第一温度传感器监测导热片(12)升温情况的同时，料筒(4)内第二温度传感器(22)对浆料温度实时监测，等待浆料温度上升至预定温度，此过程由保温壳体(21)对料筒(4)进行保温，防止升温过程中的热量散失；待浆料达到预定温度后，控制系统(8)发出等待打印的指令；

5)、通过程序设定制冷组件(92)的下降温度和降温时间，并由控制系统(8)控制半导体制冷器(922)的启停；

6)、首先利用三维软件建立目标零件模型，在转化为STL格式文件后对模型进行切片处理；其次，在控制系统(8)中设置打印速度，打印压力和打印层高的打印参数；

7)、打印过程中，测温组件持续对浆料进行温度控制，保证其始终处于适合挤出的温度范围内；同时制冷组件(92)对挤出的浆料进行辅助冷却，使其粘度升高，提高其粘结能力；

8)、打印过程中，由导轨带动预热组件进行三维方向移动，按照程序设定的模型参数逐层打印，直至目标零件打印结束；

9)、打印完成后，待装置退回初始位置后，可将预热组件从导轨取下并拆下料筒(4)进行清理，以备下次打印使用。