一种自动修平的彩色喷墨3D打印方法技术

本发明专利技术提供了一种自动修平的彩色喷墨3D打印方法，首先将包含着色剂、光引发剂和紫外光固化材料物加入3D打印机的墨盒中；打印机喷头下设有一个液槽，液槽内的底部设有一个高度可控的支撑台，液槽中加入紫外光固化材料，初始设定支撑台平面低于液槽液体的水平面；将需要打印的模型输入到3D打印机中进行打印设置；启动打印机，通过喷头将材料喷射到支撑台上，与支撑台上液槽中的液体混合，紫外光照射成型，依次重复打印堆积形成所需模型。由于每次打印都是在液态下打印，液面可以自动流平或者动力推平，得到的产品表面光滑平整，无后期支撑材料的处理，可以实现多种材质彩色打印。

【技术实现步骤摘要】
一种自动修平的彩色喷墨3D打印方法
本专利技术属于喷墨打印
，具体涉及一种自动可以修平的彩色喷墨3D打印的方法。
技术介绍
3D打印机用于商业已有大约30年历史了，对相关领域的专业人士而言早已不再是新鲜技术。在过去30年里，它已经被设计师、工程师以及科学家用来制造一次性的机械产品以及模型。有了3D打印机，我们可以将自己想象出来的任意物品在电脑中建立模型，通过打印机将其化为实物。不同种类的3D打印技术因所用成型材料不同，成型原理和系统特点也各有不同，但是其基本原理都是一样的，那就是“分层制造，逐层叠加”。目前3D打印技术主要包括喷墨式、容积成型式和激光烧结式等。喷墨3D打印技术可以通过喷头将主材料按设定的模型喷出，根据设定还可以在同一个模型中选择不同的材质和不同的着色剂，使一个模型根据需要可选择不同材质和色彩。喷墨3D打印机操作简单，选材广泛，得到了飞速发展。市场上现有的喷墨3D打印机都是通过打印喷头喷射出材料，材料包括主材料和支撑材料，如果需要打印彩色模型可以根据需要在喷头材料中加入不同颜色的着色剂，喷出的材料含有光引发剂，在光照的条件下光引发剂引发反应固化反应，这种固化反应就跟盖房子一样，一层一层累积起来成型，最后通过后处理把支撑材料去掉以得到所需要的模型，如以色列Objet公司的3D打印机。这种技术缺陷表现为每层累积的墨点因打印头分辨率的不足而始终会形成线条形凸起，线条与线条之间总是存在明显的凹陷。由于后期支撑材料的去除工艺繁琐，这极大影响了3D喷墨打印机的工作效率。所有材料都从喷头喷出，由于喷头喷孔的限制，只能选择分子量较小的主材料，这也限制了主材料的选择范围。传统的激光固化工艺采用激光辐射烧结固化原理，即将所需的所有固化材料放到一个支撑台或者液槽中，通过激光辐射固化形成所需形状，但是该混合物只能是单一材质、单一颜色，而且由于激光固化操作条件要求高，选材范围窄。由于这种工艺采用的是激光辐射烧结固化原理，与引发剂引发紫外光固化原理生成的模型弹性、硬度及光泽等材料特性欠佳，这些缺陷极大的束缚了3D打印技术的发展。针对现有技术存在的不足，提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自动修平彩色喷墨3D打印方法，打印层因在液态下打印，有自动流平作用，解决了现有技术中产品表面不平的问题，而且因为不需要支撑材料即可以成型，极大的提高了打印效率，打印时喷射材料可以根据需要选择不同的材质和不同的颜色，实现多种材质一体化的彩色打印，而且另一部分成型材料不需要经过喷头，这就扩大了这部分成型材料的选择范围。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案是：一种自动修平彩色喷墨3D打印方法，包括以下步骤：步骤(1)，提供一种3D打印机，将包含着色剂、光引发剂、紫外光固化的不饱和单体的液态混合物加入3D打印机的墨盒中，作为喷射材料；步骤(2)，提供一种液槽，在液槽内的底部设有高度可控的支撑台，液槽中加入紫外光固化的不饱和单体液体，作为成型材料，初始设定支撑台平面低于液槽液体的水平面；步骤(3)，将所需打印模型输入3D打印机中进行打印设置；步骤(4)，启动打印机，所述步骤(1)中的喷射材料，通过3D打印机的喷头按照打印设置的形状喷射到液槽的支撑台上，与所述步骤(2)中支撑台上的成型材料混合，在紫外光的照射下，喷射材料中含有的引发剂引发固化反应形成固体，然后支撑台通过机械控制下降使形成的固体下沉，液槽中的液体重新在固体上面自动流平或动力推平；步骤(5)，按照打印机设置依次重复所述步骤(4)的打印动作，最后得到所需模型。进一步的，步骤(1)通过改变喷射材料中紫外光固化的不饱和单体的种类，调配所需要的喷射材料的材质，并在调配的各材质的喷射材料中加入相应的着色剂(红、黄、青、黑四种基色)，调配成所需材质和相应色彩的喷射材料，然后加入到所述3D打印机相应的墨盒中，通过打印机设置，实现一个模型需要多种材质和多种色彩一体化打印。进一步的，成型材料中加入着色剂。进一步的，蓝色着色剂色浆：蓝15:3、蓝15:4、蓝15:6等；红色着色剂：PV19、PR122等；黄色着色剂：PY151、PY155、PY180、PY150；黑色着色剂：高色素炭黑。进一步的，步骤(1)的喷射材料在25℃下粘度为10cp～50cp。进一步的，步骤(2)的成型材料在25℃下粘度为10-200cp，更有利于自动流平。进一步的，光引发剂为：1-羟基-环己基-苯基甲酮，2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化磷及异丙基硫杂蒽酮中的一种或多种的混合物。进一步的，紫外光固化的不饱和单体为：二丙烯酸-1,6-己二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三聚丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚酯丙烯酸树脂，聚氨酯丙烯酸树脂、环氧树脂丙烯酸树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种的混合物。更进一步的，步骤(1)喷射材料中加入的着色剂改为加入到所述步骤(2)液槽的成型材料中。光引发剂为：1-羟基-环己基-苯基甲酮，2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化磷中的一种或多种的混合物。紫外光固化的不饱和单体为：二丙烯酸-1,6-己二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三聚丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚酯丙烯酸树脂，聚氨酯丙烯酸树脂、环氧树脂丙烯酸树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种的混合物。喷射材料在25℃下粘度为10cp～50cp，成型材料在25℃下粘度为10-200cp更利于自动流平。本专利技术的有益效果是：(1)由于液面的自动流平作用，使打印的打印面始终处在一个平面上，打印出来的模型外表整洁光滑，解决了现有技术中产品表面不平的问题，(2)因为不需要支撑材料即可以成型，避免了后期对支撑材料的去除步骤，极大的提高了打印效率。(3)由于液槽中的成型材料不经喷头喷射，克服了喷头由于喷孔的限制，成型材料只能选择分子量较小的光固化材料，选材范围更广泛。(4)可以通过调配不同的喷射材料来实现多种材质和多种颜色一体化打印。具体实施方式一种自动修平彩色喷墨3D打印方法，包括以下步骤：步骤(1)，提供一种3D打印机，将包含着色剂、光引发剂、紫外光固化的不饱和单体的液态混合物加入3D打印机的墨盒中，作为喷射材料；步骤(2)，提供一种液槽，在液槽内的底部设有高度可控的支撑台，液槽中加入紫外光固化的不饱和单体液体，作为成型材料，初始设定支撑台平面低于液槽液体的水平面；步骤(3)，将所需打印模型输入3D打印机中进行打印设置；步骤(4)，启动打印机，所述步骤(1)中的喷射材料，通过3D打印机的喷头按照打印设置的形状喷射到液槽的支撑台上，与所述步骤(2)中支撑台上的成型材料混合，在紫外光的照射下，喷射材料中含有的引发剂引发固化反应形成固体，然后支撑台通过机械控制下降使形成的固体下沉，液槽中的液体重新在固体上面自动流平或动力推平；步骤(5)，按照打印机设置依次重复所述步骤(4)的打印动作，最后得到所需模型。其中，喷射材料为3D打印机喷头喷出的材料，按重量份喷射材料的组分包括：光引发剂1-10紫外光固化的不饱和单体75-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动修平彩色喷墨3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)，提供一种3D打印机，将包含着色剂、光引发剂、紫外光固化的不饱和单体的液态混合物加入3D打印机的墨盒中，作为喷射材料；步骤(2)，提供一种液槽，在液槽内的底部设有高度可控的支撑台，液槽中加入紫外光固化的不饱和单体液体，作为成型材料，初始设定支撑台平面低于液槽液体的水平面；步骤(3)，将所需打印模型输入3D打印机中进行打印设置；步骤(4)，启动打印机，所述步骤(1)中的喷射材料，通过3D打印机的喷头按照打印设置的形状喷射到液槽的支撑台上，与所述步骤(2)中支撑台上的成型材料混合，在紫外光的照射下，喷射材料中含有的引发剂引发固化反应形成固体，然后支撑台通过机械控制下降使形成的固体下沉，液槽中的液体重新在固体上面自动流平或动力推平；步骤(5)，按照打印机设置依次重复所述步骤(4)的打印动作，最后得到所需模型。

【技术特征摘要】
1.一种自动修平彩色喷墨3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)，提供一种3D打印机，将包含着色剂、光引发剂、紫外光固化的不饱和单体的液态混合物加入3D打印机的墨盒中，作为喷射材料；步骤(2)，提供一种液槽，在液槽内的底部设有高度可控的支撑台，液槽中加入紫外光固化的不饱和单体液体，作为成型材料，初始设定支撑台平面低于液槽液体的水平面；步骤(3)，将所需打印模型输入3D打印机中进行打印设置；步骤(4)，启动打印机，所述步骤(1)中的喷射材料，通过3D打印机的喷头按照打印设置的形状喷射到液槽的支撑台上，与所述步骤(2)中支撑台上的成型材料混合，在紫外光的照射下，喷射材料中含有的引发剂引发固化反应形成固体，然后支撑台通过机械控制下降使形成的固体下沉，液槽中的液体重新在固体上面自动流平或动力推平；步骤(5)，按照打印机设置依次重复所述步骤(4)的打印动作，最后得到所需模型。2.根据权利要求1所述的一种自动修平彩色喷墨3D打印方法，其特征在于，所述步骤(1)，改变喷射材料中紫外光固化的不饱和单体的种类，调配所需的喷射材料的材质，并在调配的各材质中加入相应颜色的着色剂，调配成所需的材质...

【专利技术属性】
技术研发人员：金荣，侯光宇，龙登莲，
申请(专利权)人：北京彩韵数码科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11