多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法技术

本申请公开了一种多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法，涉及增材制造技术领域，所述多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法包括以下步骤：分别制备支撑材料以及至少一种打印浆料；将所述支撑材料装入容器中，并将装有所述支撑材料的容器放置于打印平台上；将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料；对所述打印浆料进行固化处理，得到多材料模型或梯度结构材料模型。本申请解决了现有技术3D打印的多材料或梯度结构材料模型品质较差的技术问题。差的技术问题。差的技术问题。

3D suspension printing method for multi material or gradient structured material model

【技术实现步骤摘要】
多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法


[0001]本申请涉及增材制造
，尤其涉及一种多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法。

技术介绍

[0002]3D（3
‑
dimension，三维）打印(即增材制造)技术基于离散
‑
堆积原理，由零件三维数据驱动，“自下而上”通过材料层层累加的方法直接制造零件，突破了传统工艺在成形复杂结构零件方面的技术瓶颈。但目前3D打印技术在制件力学性能及材料梯度变化方面仍难以满足人们的需求，例如，单一材料打印牙冠存在色泽单一、难以模仿自然牙的硬度和色泽渐变要求。多材料3D打印方式能够制备出自身具有不同性能而无需组装的打印件，可提高材料制备效率及性能，以满足不同环境下的性能需求，现有多材料3D打印多采用增加光固化树脂槽数量来实现，但树脂槽的尺寸较大，难以在同一设备上安装过多，从而限制了打印材料种类，且在更换材料时需及时清洗上一树脂槽中的材料残余料，使得打印过程不连贯，不同材料打印过程的不连贯，容易产生较大的打印误差，降低了最终得到的模型的打印精度，且光固化打印的方式只能通过分层叠加打印材料，难以实现如颅骨等需曲面分层切片打印的修复材料。

技术实现思路

[0003]本申请的主要目的在于提供一种多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法，旨在解决现有技术3D打印的多材料或梯度结构材料模型品质较差的技术问题。
[0004]为实现上述目的，本申请提供一种多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法，所述多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法包括以下步骤：分别制备支撑材料以及至少一种打印浆料；将所述支撑材料装入容器中，并将装有所述支撑材料的容器放置于打印平台上；将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料；对所述打印浆料进行固化处理，得到多材料模型或梯度结构材料模型。
[0005]可选地，所述支撑材料包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚丙烯酰胺树脂、交联聚丙烯酸树脂、聚氧化乙烯、矿物油、硅油、润滑脂、石蜡、水凝胶、卡波姆和明胶中的一种或多种。
[0006]可选地，所述打印浆料包括无机非金属浆料、金属粉末浆料及高分子粉末浆料中的一种或多种。
[0007]可选地，所述将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料的步骤包括：将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的至少一个料筒中，通过所述3D打印机的至少一个喷嘴，以三轴直写打印、五轴挤出打印或六轴挤出打印的打印方式，基于预设的目
标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料。
[0008]可选地，所述将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料的步骤包括：将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的至少一个料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，依次切换各所述料筒，通过各所述料筒各自对应的喷嘴在所述容器中的支撑材料中，挤出对应的打印浆料，其中，所述料筒的切换方式为将喷嘴从支撑材料中移出后进行切换。
[0009]可选地，所述将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料的步骤包括：将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的至少一个料筒中，将各所述料筒连接至同一个喷嘴，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，设置各所述料筒中各自对应的打印浆料的挤出位置和挤出时间，通过所述喷嘴，在所述容器中的支撑材料中，挤出各所述打印浆料。
[0010]可选地，所述将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料的步骤包括：获取基体材料，将各所述打印浆料以及所述基体材料分别装填至3D打印机的至少两个料筒中，将各所述料筒连接至同一个喷嘴，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型的梯度结构，调节各所述料筒中的打印浆料或基体材料的挤出速率和挤出时间，连续挤出各所述打印浆料和所述基体材料，通过所述喷嘴混合各所述打印浆料和所述基体材料，得到混合后的不同固相含量的新的打印浆料，在所述容器中的支撑材料中，挤出所述新的打印浆料。
[0011]可选地，所述基体材料与所述打印浆料的基体材料的种类相同。
[0012]可选地，所述固化处理包括光固化处理、放射线固化处理、热固化处理、离子交联固化处理、酶交联固化处理、共价交联固化处理、冷冻干燥固化处理、加热干燥固化处理、风干固化处理中的一种或多种的组合，所述对所述打印浆料进行固化处理，得到多材料模型或梯度结构材料模型的步骤包括：在挤出打印浆料的过程中，同步进行光固化处理、放射线固化处理、热固化处理、离子交联固化处理、酶交联固化处理和/或共价交联固化处理，得到多材料模型或梯度结构材料模型；或者，在挤出所述预设的目标设计模型对应的全部打印浆料之后，进行光固化处理、放射线固化处理、热固化处理、离子交联固化处理、酶交联固化处理、共价交联固化处理、冷冻干燥固化处理、加热干燥固化处理和/或风干固化处理，得到多材料模型或梯度结构材料模型。
[0013]可选地，所述挤出打印浆料的挤出移动路径包括平面切层路径或三维曲面路径。
[0014]本申请提供了一种多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法，通过分别制备支撑材料以及至少一种打印浆料，将所述支撑材料装入容器中，并将装有所述支撑材料的容器放置于打印平台上，将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料，通过一台3D
打印机实现了多种打印浆料的挤出，进而对所述打印浆料进行固化处理，得到多材料模型或梯度结构材料模型，通过一台3D打印机实现了多材料模型或梯度结构材料模型的3D打印，相比于增加光固化树脂槽数量进行多材料打印的方式，同一台3D打印机进行不同打印浆料的切换过程更加连贯，减小了切换过程产生的打印误差，提高了3D打印的精准度，且在支撑材料的支撑作用下，多种打印浆料之间的连接更加紧密，进而使得多材料模型或梯度结构材料模型的内部结构更加紧密，有效提高了多材料或梯度结构材料模型性能和品质，克服了现有技术3D打印的多材料或梯度结构材料模型品质较差的技术问题。
附图说明
[0015]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本申请多材料或梯度结构材料模型的3D悬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法，其特征在于，所述多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法包括以下步骤：分别制备支撑材料以及至少一种打印浆料；将所述支撑材料装入容器中，并将装有所述支撑材料的容器放置于打印平台上；将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料；对所述打印浆料进行固化处理，得到多材料模型或梯度结构材料模型。2.如权利要求1所述的多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法，其特征在于，所述支撑材料包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚丙烯酰胺树脂、交联聚丙烯酸树脂、聚氧化乙烯、矿物油、硅油、润滑脂、石蜡、水凝胶、卡波姆和明胶中的一种或多种。3.如权利要求1所述的多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法，其特征在于，所述打印浆料包括无机非金属浆料、金属粉末浆料及高分子粉末浆料中的一种或多种。4.如权利要求1所述的多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法，其特征在于，所述将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料的步骤包括：将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的至少一个料筒中，通过所述3D打印机的至少一个喷嘴，以三轴直写打印、五轴挤出打印或六轴挤出打印的打印方式，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料。5.如权利要求1所述的多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法，其特征在于，所述将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打印浆料的步骤包括：将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的至少一个料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，依次切换各所述料筒，通过各所述料筒各自对应的喷嘴在所述容器中的支撑材料中，挤出对应的打印浆料，其中，所述料筒的切换方式为将喷嘴从支撑材料中移出后进行切换。6.如权利要求1所述的多材料或梯度结构材料模型的3D悬浮打印方法，其特征在于，所述将各所述打印浆料分别装填至3D打印机的料筒中，通过所述3D打印机，基于预设的目标设计模型，在所述容器中的支撑材料中，挤出打...

【专利技术属性】
技术研发人员：王法衡，覃利娜，刘亚雄，张清贤，石振明，马广才，李家振，杨蒙蒙，伍言龙，陈旭，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：