三维物体制造方法及三维物体制造设备技术

本发明专利技术涉及一种三维物体制造方法，包括以下步骤：1)在待制造的三维物体的当前层的横截面轮廓边界涂覆外轮廓材料，并在所述待制造的三维物体的当前层的横截面轮廓区域涂覆成型材料，以使所述外轮廓材料包围待制造的三维物体对应成型材料的横截面轮廓；2)将涂覆的当前层的成型材料和当前层之前的至少一层已涂覆的成型材料加热为熔融状态；3)重复步骤1)至步骤2)，直至完成三维物体的制造；其中，所述外轮廓材料的熔点高于所述成型材料的熔点。本发明专利技术中的三维物体制造方法，在打印过程中，使涂覆的当前层的成型材料与当前层之前的至少一层成型材料更佳的融合相互粘结，从而使各打印层间结合更完全。还提供一种三维物体制造设备。

3D object manufacturing method and 3D object manufacturing equipment

The invention relates to a manufacturing method of a 3D object, which comprises the following steps: 1) in the cross section contour contour of 3D objects to be coated materials made of the current layer, and the 3D object in the current manufacturing layer of cross section contour area coated molding material, so that the material surrounding the outer contour the cross section of three-dimensional objects corresponding to molding material contour to be produced; 2) the molding material coated current layer and at least one layer of the coated layer before the molding material is heated to a molten state; 3) repeat step 1) to step 2), until the manufacturing complete the 3D; among them, the outer outline of the melting point is higher than the melting point of the molding material. The three-dimensional object manufacturing method in the invention can make the coating material of the current layer better integrate with at least one layer of molding material before the printing process, so that the printing layers can be combined more completely. A three-dimensional object manufacturing device is also provided.

【技术实现步骤摘要】
三维物体制造方法及三维物体制造设备
本专利技术涉及增材制造
，特别是涉及一种应用FDM技术的三维物体制造方法及三维物体制造设备。
技术介绍
3D打印是一种快速精准成型的增材制造技术，区别于传统的减材制造技术，其以数字化信息技术为基础，属多学科综合应用的高新科技。通过3D打印技术可以将任意数据模型在打印机中逐层成型，快速、精准的转化为实体零部件，因其精确、快速的制造特点，在原型构想、设计验证等领域得到了广泛的应用，同时，也为个性化制造提供了新的方向。熔融沉积成型(FusedDepositionModeling，FDM)，又称熔丝沉积，是一种3D打印技术，通过将低熔点材料融化后，通过由计算机数控的精细喷头按CAD分层截面数据进行填充，喷出的丝材经冷却粘结固化生成一薄层截面，层层叠加成三维实体。一般地，传统的FDM打印工艺中，打印层之间存在结合不完全的问题，使得打印出来的产品强度及精度受到影响。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的FDM的打印工艺中，打印层间结合不完全，产品强度及精度受到影响的问题，提供一种使打印层间结合更完全，提高打印精度及强度的三维物体制造方法及三维物体制造设备。三维物体制造方法，包括以下步骤：1)在待制造的三维物体的当前层的横截面轮廓边界涂覆外轮廓材料，并在所述待制造的三维物体的当前层的横截面轮廓区域涂覆成型材料，以使所述外轮廓材料包围待制造的三维物体对应成型材料的横截面轮廓；2)将涂覆的当前层的成型材料和当前层之前的至少一层已涂覆的成型材料加热为熔融状态；3)重复步骤1)至步骤2)，直至完成三维物体的制造；其中，所述外轮廓材料的熔点高于所述成型材料的熔点。本专利技术中的三维物体制造方法，在打印过程中，使涂覆的当前层的成型材料与当前层之前的至少一层成型材料更佳的融合相互粘结，从而使各打印层间结合更完全。同时，由于外轮廓材料作为支撑包覆，熔融的成型区域不会流动变形，提高了打印精度及强度。在其中一实施例中，所述方法还包括步骤：将涂覆的当前层的成型材料和当前层之前的至少一层已涂覆的成型材料加热为熔融状态，并在当前层处于固化状态时涂覆下一层成型材料。在其中一实施例中，所述方法还包括步骤：将涂覆的当前层的成型材料和当前层之前的至少一层已涂覆的成型材料加热为熔融状态，并在当前层处于熔融状态时涂覆下一层成型材料。在其中一实施例中，在步骤1)之前还包括步骤：打印预设厚度的外轮廓材料基体，以用于包围待制造的第一层成型材料的底部。在其中一实施例中，所述方法还包括步骤：将涂覆的添加有粘结剂的外轮廓材料进行加热，以使外轮廓材料中的粘结剂被烤干。三维物体制造设备，包括：打印单元，用于涂覆外轮廓材料及成型材料，所述外轮廓材料包围待制造的三维物体对应成型材料的横截面轮廓；及加热单元，用于将涂覆的当前层的成型材料和当前层之前的至少一层已涂覆的成型材料加热为熔融状态。在其中一实施例中，所述打印单元还用于打印预设厚度的外轮廓材料基体。在其中一实施例中，所述加热单元还用于将涂覆的添加有粘结剂的外轮廓材料进行加热，以使外轮廓材料中的粘结剂被烤干。在其中一实施例中，所述打印单元包括移动部及至少一个打印喷头，所述加热单元包括两个相对且间隔设置的加热件，所述移动部沿预设方向滑动连接于两个所述加热件之间，至少一个所述打印喷头设置于所述移动部一侧。在其中一实施例中，所述加热件包括支撑部及沿所述支撑部纵长方向纵长地设置于所述支撑部底侧的加热管，所述移动部沿所述支撑部纵长方向滑动连接于间隔设置的两个所述支撑部之间。附图说明图1为本专利技术一实施方式中的三维物体制造设备的结构示意图；图2为图1所示的三维物体制造设备除去部分元件打印外轮廓材料的状态图；图3为图1所示的三维物体制造设备除去部分元件打印成型材料的状态图；图4为本专利技术另一实施方式中具有悬空特征的三维物体的成型示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。为便于理解本专利技术中的技术方案，在详细展开说明之前，首先对基于FDM技术的打印技术进行说明。FDM技术是用塑料丝材，例如ABS或PLA作为打印原料，用加热模块将塑料丝材融化成粘性体，通过打印喷头将打印耗材涂铺在模型截面的轮廓轨迹和填充轨迹上，继而逐层的形成所打印的产品模型。其中，三维物体打印是基于笛卡尔坐标系设计，打印机构在工作台上方，通过打印机构与工作台在X方向、Y方向及Z方向上的相对移动，从而在工作台上打印出三维物体。本申请的专利技术人经研究发现，传统的FDM工艺中，打印层间由于结合不完全，会使打印出来的模型强度受影响。另外，为保证进度，对于某些悬空实体，需要在模型中设计工艺支撑，打印完成后，再将工艺支撑去除，由于外轮廓材料与产品成型材料相同，则打印支撑需浪费一部分材料。因此，需要提供一种三维物体制造方法，使打印层间结合更完全，提高打印精度及强度。本专利技术一实施例提供一种三维物体制造方法，该三维物体制造方法包括以下步骤：S110：在待制造的三维物体的当前层的横截面轮廓边界涂覆外轮廓材料，并在所述待制造的三维物体的当前层的横截面轮廓区域涂覆成型材料，以使所述外轮廓材料包围待制造的三维物体对应成型材料的横截面轮廓；其中，外轮廓材料用于支撑包覆三维物体对应的成型材料，以对成型材料进行保护。在一个实施方式中，外轮廓材料通过打印喷头涂覆成型，具体地，通过打印喷头在X、Y、Z方向相对工位台产生位移，而打印出外轮廓材料。在一些实施方式中，由于部分产品具有悬空特征，则可通过增加外轮廓材料的厚度或者对外轮廓材料设计支撑70(见图4)来进一步保证产品的外形精度。打印成型材料通过另一个打印喷头挤出熔融的成型材料，打印喷头在X、Y、Z方向相对工位台产生位移，在打印好的外轮廓材料包围区域内涂覆成型材料。在一些实施方式中，亦可通过一个打印喷头分别涂覆外轮廓材料及成型材料，当然，优选地，为了提高打印效率，可采用两个打印喷头，一个用于涂覆成型材料，一个用于涂覆外轮廓材料，且当需要打印多材料成型材料时，用于打印成型材料的喷头还可为多个。S120：将涂覆的当前层的成型材料和当前层之前的至少一层已涂覆的成型材料加热为熔融状态；其中，外轮廓材料的熔点高于成型材料的熔点，涂覆的当前层的成型材料及当前层之前的至少一层已涂覆的成型材料为熔融状态，外轮廓材料由于熔点高于成型材料而处于固化状态。如此，在打印过程中，使涂覆的当前层的成型材料与本文档来自技高网...

【技术保护点】
三维物体制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在待制造的三维物体的当前层的横截面轮廓边界涂覆外轮廓材料，并在所述待制造的三维物体的当前层的横截面轮廓区域涂覆成型材料，以使所述外轮廓材料包围待制造的三维物体对应成型材料的横截面轮廓；2)将涂覆的当前层的成型材料和当前层之前的至少一层已涂覆的成型材料加热为熔融状态；3)重复步骤1)至步骤2)，直至完成三维物体的制造；其中，所述外轮廓材料的熔点高于所述成型材料的熔点。

【技术特征摘要】
1.三维物体制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在待制造的三维物体的当前层的横截面轮廓边界涂覆外轮廓材料，并在所述待制造的三维物体的当前层的横截面轮廓区域涂覆成型材料，以使所述外轮廓材料包围待制造的三维物体对应成型材料的横截面轮廓；2)将涂覆的当前层的成型材料和当前层之前的至少一层已涂覆的成型材料加热为熔融状态；3)重复步骤1)至步骤2)，直至完成三维物体的制造；其中，所述外轮廓材料的熔点高于所述成型材料的熔点。2.根据权利要求1所述的三维物体制造方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：将涂覆的当前层的成型材料和当前层之前的至少一层已涂覆的成型材料加热为熔融状态，并在当前层处于固化状态时涂覆下一层成型材料。3.根据权利要求1所述的三维物体制造方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：将涂覆的当前层的成型材料和当前层之前的至少一层已涂覆的成型材料加热为熔融状态，并在当前层处于熔融状态时涂覆下一层成型材料。4.根据权利要求1所述的三维物体制造方法，其特征在于，在步骤1)之前还包括步骤：打印预设厚度的外轮廓材料基体，以用于包围待制造的第一层成型材料的底部。5.根据权利要求1所述的三维物体制造方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：许小曙，李米峰，周智阳，刘鑫炎，潘良明，
申请(专利权)人：湖南华曙高科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43