一种将平面形状转变成三维结构的3D打印成型方法技术

本发明专利技术公开了一种将平面形状转变成三维结构的3D打印成型方法，属于增材制造领域，本发明专利技术运用不同的打印速度和/或不同的打印路径来控制打印件最终形状的方法，打印平面形状(或者一维的线型)的物体，打印成型后的样品在外激励(加热)的作用下完成不同曲率半径的变形，最终形成想要的三维形状，本发明专利技术的方法与直接打印三维形状相比，只打印平面形状，在通过加热转变成三维形状，制造时间短，节省能源，成型效率高，只需打印平面形状，不需要支撑材料，节省材料，采用二维形状直接转换成三维结构，三维结构是连续的丝材形成的，强度高。

【技术实现步骤摘要】
一种将平面形状转变成三维结构的3D打印成型方法
本专利技术涉及增材制造领域，具体涉及一种将平面形状转变成三维结构的3D打印成型方法。
技术介绍
高分子材料的结构和性质受到加工过程中的工艺条件影响，不同的加工工艺及工艺参数，会导致不同的材料结构，进而形成不同的材料性质。如聚乙烯材料，采用不同的加工工艺和不同的工艺参数可以制造成泡沫材料、管材和纤维。虽然这些材料的化学成分相同，但是由于不同的工艺和参数导致材料分子结构、结晶程度和晶体结构的不同，致使材料的强度产生跨越多个数量级的变化，从泡沫的0.01GP到管材的1GP到纤维的200GP。高分子材料常在高温下进行热加工成型，如注塑、挤出和压延等，加工过程中的温度、压力和流动速度等参数对材料的结构产生重要影响，因此可以通过控制工艺参数调控材料结构和性能。3D打印也叫增材制造，是采用逐点(逐线或逐面)添加材料累积成型的工艺，在3D打印工艺过程中，材料的性质无疑会受到打印工艺参数的严重影响。例如，在最常用的熔融沉积成型3D打印中，热塑性塑料线材经过加热融化后从挤出头挤出后，温度降低使材料凝固成型沉积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将平面形状转变成三维结构的3D打印成型方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、模型建立：打印的样件是平面的二维形状，由一层或多层组成，同一层的不同区域或者不同的层采用不同的打印速度和/或打印路径，使材料产生各向异性的内应力；/nS2、3D打印：将热塑性塑料丝材通过FDM的方法熔融沉积到打印台上，完成所需的样件打印；/nS3、冷却：将打印平台和打印样件放置室温下冷却，打印平台与样件进行分离；/nS4、曲率变形：将经过冷却处理的样件在特定区域下加热，特定区域感知温度的变化，产生应激响应，发生不同方向和/或不同程度曲率半径的变化，从而完成变形。/n

【技术特征摘要】
1.一种将平面形状转变成三维结构的3D打印成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、模型建立：打印的样件是平面的二维形状，由一层或多层组成，同一层的不同区域或者不同的层采用不同的打印速度和/或打印路径，使材料产生各向异性的内应力；
S2、3D打印：将热塑性塑料丝材通过FDM的方法熔融沉积到打印台上，完成所需的样件打印；
S3、冷却：将打印平台和打印样件放置室温下冷却，打印平台与样件进行分离；
S4、曲率变形：将经过冷却处理的样件在特定区域下加热，特定区域感知温度的变化，产生应激响应，发生不同方向和/或不同程度曲率半径的变化，从而完成变形。


2.根据权利要求1所述的将平面形状转变成三维结构的3D打印成型方法，其特征在于，所述的热塑性塑料选自聚乳酸、ABS、聚己内酯和聚丙烯材料中的一种。


3.根据权利要求1所述的将平面形状转变成三维结构的3D打印成型方法，其特征在于，所述的热塑性塑料丝材采用1.75毫米或者3毫米线材。


4.根据权利要求1所述的将平面形状转变成三维结构的3D打印成型方法，其特征在于，在同一层的不同区域或者不同的层，打印速度为突变或渐变，打印速度的范围是30-250mm/s。


5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马云海，吴千，刘庆萍，禹江涛，刘炫廷，吴思阳，周雪莉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22