一种面向仿生功能结构的4D打印装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种4D打印方法、装置及其应用，包括：多粘度液态组分配比、混流、脱泡、适温固化、加注、终固化等流程，基于一体成型设计理念，实现基于气动流驱动的仿生自驱动变形结构体(简称“仿生变体驱动体”)的制备。本发明专利技术的装置和方法可制备原基材料为粘度范围2000～38000cps的弹柔性材料功能部件，极大简化了仿生变体驱动体的制备过程，实现了直接打印、一次成型，不需要二次加工。

【技术实现步骤摘要】
一种面向仿生功能结构的4D打印装置与方法
本专利技术属于打印
，具体涉及一种面向仿生功能结构的4D打印装置与方法。
技术介绍
近年来，基于柔性材料的仿生驱动结构在多个领域得以应用。相比于传统的刚性结构装置，仿生驱动结构具有大变形、多自由度、低成本、高柔顺性、安全交互等优势，具有较好的非结构化环境适应性。根据驱动方式不同，可分为气动流驱动、电驱动、电磁驱动、化学反应致动等。其中，基于气动流驱动的仿生自驱动变形结构体(下文简称“仿生变体驱动体”)具有较大的负载输出、运动可靠、可长时间范围内重复工作的优势，有着较高的实用价值，在仿生飞行器、仿生机器人及仿人手肢等仿生自主结构中得以应用。仿生变体驱动体由具有可逆形变特性的高弹性柔性材料制成，主要为硅橡胶等高分子聚合物，其主要是通过多种液态组分固化而成。基于此，目前仿生变体驱动体的制作方式多是基于3D打印技术，制备驱动体的模具，然后通过胶液混合、真空脱泡、注入模具、高温固化、脱模等一系列步骤来实现仿生变体驱动体的制备。目前这种通过3D打印模具然后固化成型的制备方式存在诸多问题。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种4D打印装置，所述装置包括：并联臂打印机构、储料单元、进料单元、混料单元、打印单元和固化单元；所述储料单元、进料单元、混料单元、打印单元和固化单元均设置在所述并联臂打印机构上；/n所述储料单元包括储料盒，所述储料盒包括N个独立存储不同组分的区域；/n所述进料单元包括进液管和蠕动泵，所述进液管包括进液端和进液管路；其中，进液端的头部分别置于不同的组分区，通过管路与蠕动泵的进液口连接，实现原基液态组分的抽取；/n所述蠕动泵的出液口通过管路与混液单元连接；/nN选自2以上的整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种4D打印装置，所述装置包括：并联臂打印机构、储料单元、进料单元、混料单元、打印单元和固化单元；所述储料单元、进料单元、混料单元、打印单元和固化单元均设置在所述并联臂打印机构上；
所述储料单元包括储料盒，所述储料盒包括N个独立存储不同组分的区域；
所述进料单元包括进液管和蠕动泵，所述进液管包括进液端和进液管路；其中，进液端的头部分别置于不同的组分区，通过管路与蠕动泵的进液口连接，实现原基液态组分的抽取；
所述蠕动泵的出液口通过管路与混液单元连接；
N选自2以上的整数。


2.根据权利要求1所述的4D打印装置，其特征在于，所述混料单元包括电动搅拌器、真空泵、真空搅拌室；优选地，电动搅拌器置于框架顶部，搅拌头位于真空搅拌室内；真空泵置于真空搅拌室外侧，通过管路与搅拌室内部相连；真空搅拌室出口处经由电磁阀与胶液流体管路的一端相连接，以控制混合胶液的流出；胶液流体管路的另一端与打印单元连接。


3.根据权利要求1或2所述的4D打印装置，其特征在于，所述并联臂打印机构包括框架、三对并联臂、三个滑轮组和三个步进电机。


4.根据权利要求1-3任一项所述的4D打印装置，其特征在于，所述进料单元中的蠕动泵设置在储料盒与混料单元之间，用于将料液从储料盒内抽取至混液单元；
优选地，所述储料盒设置在框架顶端的中间位置处；
优选地，所述进料单元可以包括N个进液管与N个蠕动泵的组合。


5.根据权利要求1-4任一项所述的4D打印装置，其特征在于，所述真空搅拌室还包括电磁阀，电磁阀安装于真空搅拌室底部的出口处，控制混合胶液流出。


6.根据权利要求1-5任一项所述的4D打印装置，其特征在于，所述打印单元包括热端、打印喷头及打印喷头固定座；打印喷头包括胶液流动加注器及喷嘴。所述喷头的一端经由胶液流体管路与真空搅拌室的出口连接，经胶液流动加注器的螺旋状槽道对混合胶液进行进一步混匀与除泡；所述热端设置于喷头外壁，位于胶液流动加注器的末端，从而对混合料液进行预固化，降低料液的流动性；所述喷头组件及热端固定在喷嘴固定座上。


7.根据权利要求1-6任...

【专利技术属性】
技术研发人员：司靓，
申请(专利权)人：司靓，
类型：发明
国别省市：北京;11