【技术实现步骤摘要】
一种3D打印系统以及成型工艺和应用
[0001]本专利技术涉及增材制造
，尤其涉及一种3D打印系统以及成型工艺和应用。
技术介绍
[0002]3D打印是快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。与传统工艺相比，其在缩短新产品研发及实现周期、可高效成型更为复杂的结构、实现一体化、轻量化设计等方面表现出了无法比拟的优势。
[0003]但目前3D打印技术，特别是采用浆料或热熔丝作为原材料的相关技术，存在直出精度差，表面平整度差等问题,使得其无法直接用于加工高精度产品。
[0004]在具体的打印过程中，现有技术中对于相邻的打印单元一般是通过原材料的流动性、打印路径的设置实现两相邻单元的的融合，融合部截面形状一般为一个或多个圆弧凸起，存在连接强度低，形状精确度不足等问题。
[0005]由于打印头出料具有一定的延迟性，因此在打印的起点容易出现缺料，终点容易产生拉丝现象，对打印产品的精度或表面形貌有不良影响，往往需要后期打磨等二次加工，影响加工效率。<...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种3D打印系统，用于打印成型构件单元，其特征在于，包括用于3D打印浆料的打印模块、用于固定基板的装夹模块、用于带动打印模块或装夹模块动作的运动模块、以及控制上述各个模块动作的控制模块；所述打印模块包括打印头、压力供料组件；所述打印头包括打印头体、供浆料通过的出料道、挤压部；所述压力供料组件在控制模块的控制下，按照设置的挤出压力将浆料挤出到打印头并从打印头出料道端部挤出；所述挤压部设置在打印头体靠近基板一侧的端部，被构造成挤压从所述出料道端部挤出的浆料从而压紧所述浆料。2.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述挤压部靠近基板一侧为一平面或设置有凹凸结构；所述挤压部同基板平行或以一定角度倾斜布置。3.根据权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述挤压部为打印头体靠近基板一侧的下端面，所述挤压部在构件单元宽度方向上的宽度大于出料道端部直径的1.05
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250%。4.一种基于权利要求1
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3任一项所述3D打印系统的成型工艺，其特征在于：所述成型工艺通过控制模块控制压力供料组件挤出压力（p）、打印模块或装夹模块移动速度（v）、挤压部靠近基板一侧的端面同基板的距离（h）实现对所述3D打印系统直写所形成的构件单元的宽度（w）、高度的精确控制；所述构件单元的高度由挤压部靠近基板一侧的端面同基板的距离（h）控制，所述挤压部靠近基板一侧的端面同基板的距离（h）小于出料道端口内径和/或浆料从出料道端口流出后的外径。5.根据权利要求4所述的3D打印系统成型工艺其特征在于：所述构件单元的宽度（w）按照以下公式进行控制，其中d为打印系数，g为重力加速度：所述构件单元的宽度（w）小于挤压部在垂直于打印头体运动方向上的宽度。6.根据权利要求4所述的3D打印系统成型工艺，其特征在于：所述成型工艺还包括在所述构件单元在水平方向堆叠时，水平相邻构件单元边缘部分叠加，叠加区域位于挤压部下方。7.根据权利要求6所述的3D打印系统成型工艺，其特征在于：所述水平相邻构件单元叠加区域的宽度为构件单元宽度的1
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10%。8.根据权利要求4所述的3D打印系统成型工艺，其特征在于：所述成型工艺还包括在所述构件单元在垂直方向堆叠的过渡段不断料打印；所述不断料打印具体过程为：在完成下一层构件单元打印后不停止浆料的挤出，保持压力供料组件挤出压力（p）不变，同时打印模块以堆叠速度（vd）上升或装夹模块以堆叠速度（vd）下降，直至达到上一层构件单元所需厚度（h1），之后进行上一层构件单元的打印。9.根据权利要求8所述的3D打印系统成型工艺，其特征在于：所述堆叠速度（vd）计算过程如下：获得上一层构件单元宽度所需速度（v2），下一层构件单元所需速度为（v1），上一层构件单元厚度为（h1）；当上下两层构件单元宽度一致时，堆叠速度vd=v1=v2；当上下两层构件单元宽度不一致时，堆叠过程为匀加/减速过程，其加速度如下：
其中 为堆叠速度（vd）的加速度。10.根据权利要求8所述的3D打印系统成型工艺，其特征在于：所述浆料为具有剪切致稀特性的纳米级金属浆料，包括纳米级金属颗粒、有机配体及有机溶剂，其中纳米级金属浆料粘度范围为100000cps~100...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈恺，童林聪，蔡王灿，陈小朋，黄飞，陈鲲，王天皓，
申请(专利权)人：芯体素杭州科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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