一种3D打印材料及其3D打印的方法技术

本发明专利技术涉及一种3D打印材料及其3D打印的方法，该材料由以下重量百分比的原料混合制成：固体石蜡或成型胶10％、合金粉末90％。本发明专利技术方法由带加热挤出装置的3D打印机，将参了石蜡或成型胶的合金粉末混合材料堆出实体，其实体再通过高温烧结成可用的成品。本发明专利技术利用3D转换、打印等成熟的应用软件，通过与硬件的连接和通讯来控制X轴行走机构、Y轴行走机构和Z轴行走机构完成三维模式的行走打印，操作简单，行走线路灵活，打印成功率高。本发明专利技术依材料设计打印设备，通过在挤出装置填装合金材料进行3D打印，是一种硬件设备更经济、整体造价低廉，安装方便的3D打印系统。

A 3D printing material and its 3D printing method

The invention relates to a 3D printing material and a method for 3D printing. The material is made of a mixture of the following weight percentage of raw materials: solid paraffin or molded rubber 10%, and alloy powder 90%. The method of the invention is a 3D printer with a heating extrusion device, and an alloy powder mixture of paraffin or molded rubber is heap out of the solid, and the actual body is then sintered into available finished products by high temperature. The invention uses the mature application software such as 3D conversion and printing to control the walking mechanism of the X axis walking mechanism, the Y axis walking mechanism and the Z axis walking mechanism by connecting and communicating with the hardware. The operation is simple, the walking line is flexible and the success rate of printing is high. The invention is based on material design and printing equipment. By filling alloy material in the extrusion device for 3D printing, it is a kind of 3D printing system with more economical hardware, low overall cost and convenient installation.

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印材料及其3D打印的方法
本专利技术涉及3D成型领域，特别指一种3D打印材料及其3D打印的方法。
技术介绍
3D打印技术，即快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。“3D打印技术”意味着这项技术的普及。3D打印技术通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长，其价格也正逐年下降。该技术珠宝，鞋类，工业设计，建筑，工程和施工(AEC)，汽车，航空航天，牙科和医疗产业，教育，地理信息系统，土木工程，枪支以及其他领域都有所应用。3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。3D打印无需机械加工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而极大地所缩短了产品的生产周期，提高了生产率。现有3D打印机挤出机大多数采用丝条作为原料，然后通过齿轮咬住丝条与滑轮配合将丝料送进加热区将其挤出，这种丝料挤出机遇到以下的问题：流速受到限制，不能快速大量的吐丝，挤出的力度不够强，导致堵头的现象比较多。材料限制性比较大，有些尼龙料，PC料等其他复合材料，必须要拉成丝才能打印。遇到打印大零件时，材料供需不稳定，需要很大的丝料盘。丝料盘里的丝料是由一根很长的丝卷曲而成，导致丝料在打印过程中打结的现象，从而导致打印失败。综上可知，现有打印机挤出机存在工作效率低，产能不高，结构复杂，不易操作，生产或购买成本高等不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对
技术介绍
中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种3D打印材料。本专利技术的另一目的是提供利用上述材料进行3D打印的方法。本专利技术材料由以下重量百分比的原料混合制成：固体石蜡或成型胶10％、合金粉末90％。其中：固体石蜡主要成分是固体烷烃，无臭无味，为白色或淡黄色半透明固体，在通过加热升温到75摄氏度后，石蜡由固态变为液态，更具有流动性。成型胶主要成分丁二烯橡胶，使用时无需加热升温，本身具有流动性，达到可比参数流动性，可用汽油稀释。合金粉末可以是碳化钨、钢粉、铜粉等，粉末颗粒限定在400目体积以下，这些材料中掺有合金烧结粉末，以便第二次成型。在其中一个实施例中，所述的各混合原料的使用比例可以上、下浮动10％。本专利技术3D打印的方法包括以下步骤：1、取固体石蜡放入金属容器加热至75摄氏度使其液化，再放入合金粉末搅拌均匀至粘稠状；或者取成型胶直接与合金粉末搅拌均匀至粘稠状，即得打印材料，备用。2、将打印材料放入3D打印机的带加温的挤出装置中，启动电源，打印机控制面板启动开机设置的程序，调出由三维设计图转换成的支持可打印格式的STL文件，转换成控制面板支持的xxx.gcode格式文件；挤出装置开始升温和打印之前的零归位及校准操作平台；然后控制X轴电机、Y轴电机启动，挤出装置的Z轴电机也同时开始运动往下挤压原材料，通过控制面板的gcode文件代码，进行线轨运行；打印产品堆积在打印机的打印平台上，堆积成型产品是指在运行过程中依据打印文件转换的gcode文件再陆续进行连续打印，在这个过程中X、Y轴行走机构平面平行运动时，Z轴行走机械依据挤出装置运行一定轨迹后降1MM左右的位移。3、在3D打印机驱动下，打印头按打印机设定的X轴行走机构、Y轴行走机构、Z轴行走机构的路径和速度，有规律的挤出材料；打印成品是指整个流程gcode文件内的线轨运行完毕，最后挤出装置打印材料输送完毕X、Y轴进行零归位，停止所有打印程序；得到一个打印产品，且控制器面板报警提示已完毕。4、最后将打印出来的产品在120度烘箱干燥30分钟，再进氢气脱胶炉升温至500度保温2小时后随炉冷却，然后装入真空炉于1390摄氏度烧结70分钟，得到硬质合金产品。在其中一个实施例中，所述的打印机包括机架，设置在机架上的X轴行走机构、Y轴行走机构、Z轴行走机构，连接在行走机构上的挤出装置，设置在挤出装置下方的打印平台，和设置在机架上连接并控制各行走机构及挤出装置工作的控制面板；所述的X轴行走机构和Y轴行走机构连接并驱动挤出装置在X轴或Y轴平面平行运动，所述的Z轴行走机构连接并驱动打印平台使其上下升降运动。进一步的，所述的挤出装置设置在Y轴行走机构上，包括打印材料容器、挤压板、挤压螺杆和挤压电机，其中所述挤压板的底端置于打印材料容器内，所述挤压螺杆的一端连接挤压板、另一端连接挤压电机；所述的挤压电机驱动挤压螺杆向下运动，带动挤压板将打印材料容器内的打针材料挤出；所述的打印材料容器为带加热元件的容器；所述的打印材料容器底端设置挤出打印头，该打印头为2MM的流出口。进一步的，所述的X轴行走机构包括对应设置于机架顶端的主动X轴滑动丝杆、从动X轴滑动丝杆，对应设置在两X轴滑动丝杆上的主动X轴滑块、从动X轴滑块，其中主动X轴滑动丝杆的端部设置有一X轴电机；所述的Y轴行走机构设置在主动X轴滑块与从动X轴滑块之间；所述的X轴电机驱动主动X轴滑动丝杆旋转带动主动X轴滑块、从动X轴滑块、从动X轴滑动丝杆及Y轴行走机构同步X轴方向行走；所述的X轴电机上连接有与主动X轴滑动丝杆平行设置的X轴皮带，所述的主动X轴滑块一端搁置在X轴皮带上，X轴电机启动时同步带动该X轴皮带转动以辅助搁置在皮带上的主动X轴滑块平稳行走。进一步的，所述的Y轴行走机构包括设置在X轴行走机构上的Y轴滑动丝杆，设置在Y轴滑动丝杆上的Y轴滑块，和设置在Y轴滑动丝杆一端的Y轴电机，所述的挤出装置安装在所述Y轴滑块上；所述的Y轴电机驱动Y轴滑动丝杆旋转带动Y轴滑块及挤出装置Y轴方向行走；所述的Y轴电机上连接有与Y轴滑动丝杆平行设置的Y轴皮带，所述的Y轴滑块一端搁置在Y轴皮带上，Y轴电机启动时同步带动该Y轴皮带转动以辅助搁置在皮带上的Y轴滑块平稳行走。进一步的，所述的Z轴行走机构包括对应设置在打印平台两端的两组组件，每组组件均包括有一根Z轴滑动丝杆、两根滑动滑杆和一个Z轴电机，所述Z轴滑动丝杆穿设于打印平台上并螺纹装配，所述滑动滑杆分设于Z轴滑动丝杆两边亦穿过打印平台、且两端固定于机架上，所述Z轴电机连接在Z轴滑动丝杆端部，所述的Z轴电机驱动Z轴滑动丝杆旋转、同时带动打印平台在滑动滑杆辅助下平稳的上、下行走。本专利技术的优点及有益效果：本专利技术主要利用新的打印材料和专门设计的3D打印机，通过打印控制完成3D打印、成型，具体由带加热挤出装置的3D打印机，将参了石蜡或成型胶的合金粉末混合材料堆出实体，其实体再通过高温烧结成可用的成品。本专利技术利用3D转换、打印等成熟的应用软件，通过与硬件的连接和通讯来控制X轴行走机构、Y轴行走机构和Z轴行走机构完成三维模式的行走打印，操作简单，行走线路灵活，打印成功率高。本专利技术依材料设计打印设备，通过在挤出装置填装合金材料进行3D打印，是一种硬件设备更经济、整体造价低廉，安装方便的3D打印系统。附图说明图1是本专利技术立体结构示意图。图2是图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印材料，其特征在于它由以下重量百分比的原料混合制成：固体石蜡或成型胶10％、合金粉末90％。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印材料，其特征在于它由以下重量百分比的原料混合制成：固体石蜡或成型胶10％、合金粉末90％。2.根据权利要求1所述的3D打印材料，其特征在于所述的各混合原料的使用比例可以上、下浮动10％。3.根据权利要求1所述的3D打印材料，其特征在于所述的合金粉末为碳化钨、钢粉、铜粉，所述合金粉末为400目以下的颗粒。4.一种利用权利要求1所述材料进行3D打印的方法，其特征在于包括以下步骤：1)取固体石蜡放入金属容器加热至75摄氏度使其液化，再放入合金粉末搅拌均匀至粘稠状；或者取成型胶直接与合金粉末搅拌均匀至粘稠状，即得打印材料，备用；2)将打印材料放入3D打印机的带加温的挤出装置中，启动电源，打印机控制面板启动开机设置的程序，调出由三维设计图转换成的支持可打印格式的STL文件，转换成控制面板支持的xxx.gcode格式文件；挤出装置开始升温和打印之前的零归位及校准操作平台；然后控制X轴电机、Y轴电机启动，挤出装置的Z轴电机也同时开始运动往下挤压原材料，通过控制面板的gcode文件代码，进行线轨运行；打印产品堆积在打印机的打印平台上，堆积成型产品是指在运行过程中依据打印文件转换的gcode文件再陆续进行连续打印，在这个过程中X、Y轴行走机构平面平行运动时，Z轴行走机械依据挤出装置运行一定轨迹后降1MM左右的位移；3)在3D打印机驱动下，打印头按打印机设定的X轴行走机构、Y轴行走机构、Z轴行走机构的路径和速度，有规律的挤出材料；打印成品是指整个流程gcode文件内的线轨运行完毕，最后挤出装置打印材料输送完毕X、Y轴进行零归位，停止所有打印程序；得到一个打印产品，且控制器面板报警提示已完毕；4)最后将打印出来的产品在120度烘箱干燥30分钟，再进氢气脱胶炉升温至500度保温2小时后随炉冷却，然后装入真空炉于1390摄氏度烧结70分钟，得到硬质合金产品。5.根据权利要求4所述的3D打印的方法，其特征在于所述的打印机包括机架，设置在机架上的X轴行走机构、Y轴行走机构、Z轴行走机构，连接在行走机构上的挤出装置，设置在挤出装置下方的打印平台，和设置在机架上连接并控制各行走机构及挤出装置工作的控制面板；所述的X轴行走机构和Y轴行走机构连接并驱动挤出装置在X轴或Y轴平面平行运...

【专利技术属性】
技术研发人员：全磊，徐国平，
申请(专利权)人：湖南六新智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43