The invention provides a 3D printing filling structure with tenon-mortise structure and its processing technology. There is a tenon-mortise mechanical meshing structure between adjacent silk materials by 3D printing method. The mechanical meshing structure produced by a processing period is called a dislocation plane unit, and the products are interlaced and superimposed by various dislocation plane units. The overall structure is formed; each dislocation plane element is a regular surface with concave convex structure. The tenon-mortise structure adopted in the invention blurs the concept of layered superposition, so that there is a tenon-mortise mechanical meshing structure between adjacent silk materials. The printing process proposed by the invention is a fusion of the traditional Chinese tenon and mortise structure and the existing melt deposition process, so that the filling structure of the product changes from parallel layers to mechanical tenon and mortise structure. By adopting the structure, more filling structures can bear the external force together, and the external force can be dispersed to the filamentous structures inside the products, so as to avoid the stress concentration and improve the strength of 3D printing products.
【技术实现步骤摘要】
一种具有榫卯结构的3D打印填充结构及其加工工艺
本专利技术涉及3D打印快速成型领域,具体为一种具有榫卯结构的3D打印填充结构及其加工工艺。
技术介绍
熔融沉积成型技术是一种增材制造技术,其被广泛应用于模型制造和工业零件制造等方面。该技术通常由聚合物熔丝冷却固化逐层堆积打印成型。现有3D打印内部结构为相互平行的层面叠加,原有的填充结构在三维方向上至少存在一维仅依靠熔融材料间薄弱的粘接力固接相连,制品存在拉伸强度及剪切强度的短板。传统填充结构在受到外力时极易造成受力集中,导致制品结构破坏。这直接造成熔融沉积成型制品难以在工业领域中应用,大幅限制了该工艺的未来发展道路。
技术实现思路
本专利技术针对现有熔融沉积成型制品内部填充结构方向性拉伸强度和剪切强度的不足,提出一种具有榫卯结构的3D打印填充结构及其加工工艺。本专利技术提供的高强度熔融快速成型填充结构,在同等材料的用量下,可增强制品对拉力或剪切力较敏感维度上的拉伸强度与剪切强度,且对制品其他维度的拉伸强度与剪切强度也有改善。本专利技术的结构方案是:一种具有榫卯结构的3D打印填充结构为一种榫卯结构并采用错位叠层的加工方法得以实现。通过机械啮合、增加丝间粘合面积、增强相邻丝间粘接力等措施实现熔融沉积成型制品强度的提高。对现有的3D打印内部填充结构进行分析可以看出,若以XY平面为成型平台打印3D打印制品,由于制品完全为熔丝分层堆积制成,故当制品在Z轴方向上受到拉力时,仅有各层间薄弱的粘接力抵抗外力,且层界面为水平面,该结构难以实现各层间分散受力,导致受力集中,故其在Z轴方向上的拉伸强度较低;此外XY水平面对水平方向剪切 ...
【技术保护点】
1.一种具有榫卯结构的3D打印填充结构,其特征在于:通过3D打印方式使相邻丝料间存在榫卯状机械啮合结构,将一个加工周期制得的机械啮合结构称之为一个错位平面单元,制品由各个错位平面单元互相交错啮合叠加形成总体结构;每个错位平面单元为表面有规律的凹凸结构的成型面。
【技术特征摘要】
1.一种具有榫卯结构的3D打印填充结构,其特征在于:通过3D打印方式使相邻丝料间存在榫卯状机械啮合结构,将一个加工周期制得的机械啮合结构称之为一个错位平面单元,制品由各个错位平面单元互相交错啮合叠加形成总体结构;每个错位平面单元为表面有规律的凹凸结构的成型面。2.一种具有榫卯结构的3D打印填充结构的加工工艺,其特征在于:采用榫卯状机械啮合结构搭建制品,制品由各个错位平面单元互相交错啮合叠加形成总体结构,在打印错位平面单元时Z轴高度微动调整配合挤出熔丝量的控制,实现...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨卫民,马昊鹏,焦志伟,王修磊,张祎旋,李荣军,谭晶,李好义,安瑛,阎华,谢鹏程,程礼盛,丁玉梅,
申请(专利权)人:北京化工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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