具有悬伸部的零件的三维打印的方法技术

三维(3D)物体生产工艺包括：提供热固性打印设备，热固性打印设备包括：混合室，接收并混合至少第一反应组分和第二反应组分以提供热固性材料；挤出喷嘴，输送热固性材料以形成3D物体；至少一个致动器，联接到挤出喷嘴，以在输送热固性材料以形成3D物体时移动挤出喷嘴；和控制器，包括一个或更多个处理器并联接到挤出热固性打印设备；以及沉积热固性材料以形成3D物体，其中沉积包括沉积第一层热固性材料和沉积至少第二层热固性材料，其中所述至少第二层中的热固性材料珠与第一层中的热固性材料珠偏移。偏移。偏移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有悬伸部的零件的三维打印的方法
[0001]本专利技术是在美国国家科学基金会授予的NSF第II期资助1853265的政府支持下作出的。政府对本专利技术享有一定的权利。


[0002]本公开涉及具有悬伸部的零件的3D增材制造方法。该申请还涉及通过3D增材制造制备的具有悬伸部的3D物体。

技术介绍

[0003]熔丝制作(FFF)，也被称为热塑性挤出、塑料喷射打印(PJP)、熔丝法(FFM)或熔合沉积建模，是一种增材制造工艺，其中材料以接连的层被挤出到平台上以形成三维(3D)产品。通常，FFF使用被挤出到平台上的熔化的热塑性材料。三维打印(3D打印)有时使用在打印后容易溶解或从零件去除的支撑结构。
[0004]使用热塑性塑料的现有FFF技术的缺点包括单一材料性质打印、有限的打印方向强度、有限的耐用性和有限的柔软性。FFF中一般已不使用热固性材料，因为在固化之前，单体是低粘度液体，并且在沉积时，固化液体流动或破裂成液滴，从而导致成品零件质量低且分辨率低得令人不快。用热固性材料进行打印的尝试已经需要添加填料(例如无机粉末或聚合物)，以在树脂完全固化之前引起树脂的触变行为。这些解决方案会对打印零件的最终性质产生不利影响。其它问题包括打印零件的分辨率控制不佳和混合系统经常堵塞。
[0005]具有悬伸部的物体的3D增材制造也受到限制。当前的方法需要使用在打印物体时为该物体提供稳定性的支撑件。使用支撑件需要额外的成本和材料，打印后会难以去除，并且会限制物体的几何形状。

技术实现思路

[0006]本公开涉及3D打印方法和3D打印物体。
[0007]本公开涉及一种三维(3D)物体生产工艺，包括：提供热固性打印设备，所述热固性打印设备包括：混合室，所述混合室接收并混合至少第一反应组分和第二反应组分，以提供热固性材料；挤出喷嘴，所述挤出喷嘴输送所述热固性材料以形成3D物体；至少一个致动器，所述至少一个致动器被联接到所述挤出喷嘴，以在输送所述热固性材料以形成所述3D物体时移动所述挤出喷嘴；以及控制器，所述控制器包括一个或更多个处理器，并且所述控制器被联接到挤出热固性打印设备；以及沉积所述热固性材料以形成所述3D物体，其中所述沉积包括沉积第一层热固性材料和沉积至少第二层热固性材料，其中所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移。
[0008]在某个实施例中，所述3D物体生产工艺包括沉积至少第三层热固性材料，其中所述至少第三层中的热固性材料珠与所述第二层中的热固性材料珠偏移。
[0009]在某个实施例中，所述3D物体生产工艺包括多个热固性材料层。
[0010]在某些实施例中，所述3D物体生产包括每层热固性材料的时间为从约10秒至约10
分钟。在3D物体生产工艺的某些实施例中，每层热固性材料的时间为从约20秒至约5分钟。在3D物体生产工艺的某些实施例中，每层热固性材料的时间为从约30秒至约3分钟。在3D物体生产工艺的某些实施例中，每层热固性材料的时间为从约30秒至约2分钟。在3D物体生产工艺的某些实施例中，每层热固性材料的时间为从约30秒至约60秒。
[0011]在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约5度。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约10度。在3D物体生产的某些实施例中，所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约20度。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约30度。在3D物体生产的某些实施例中，所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约40度。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约50度。
[0012]在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述多个层中的每一层与先前沉积的层偏移。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述多个层中的大部分层与它们先前沉积的层偏移。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述多个层中的少于大部分的层与它们先前沉积的层偏移。
[0013]在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述第一层和所述第二层的珠中的偏移量与所述第二层和所述第三层的珠中的偏移量相同。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述第一层和所述第二层的珠中的偏移量与所述第二层和所述第三层的珠中的偏移量不同。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述珠中的偏移量对于所述多个层来说是相同的。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述珠中的偏移量对于所述多个层来说是不同的。
[0014]在某些实施例中，所述3D物体生产工艺包括支撑件。在某些实施例中，所述3D物体生产工艺包括在沉积所述热固性材料期间沉积支撑材料。在某些实施例中，所述3D物体生产工艺包括在沉积所述热固性材料之前沉积支撑材料。
[0015]在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述支撑材料是烯烃材料。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述烯烃材料包括聚乙烯和/或聚丙烯。在某些实施例中，所述支撑材料是聚乳酸。在某些实施例中，支撑材料是聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯。在某些实施例中，支撑材料是涂敷的硅酮。在某些实施例中，支撑材料具有表面处理剂或脱模剂以防止粘附。
[0016]在某些实施例中，所述3D物体生产工艺包括去除所述支撑件。在某些实施例中，所述3D物体生产工艺包括通过熔化去除所述支撑材料。在3D物体生产工艺的某些实施例中，不去除支撑件，并且支撑件能够保留在物体内。
[0017]在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述3D物体的一部分包括至少约10度的悬伸部。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述3D物体的一部分包括至少约20度的悬伸部。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述3D物体的一部分包括至少约30度的悬伸部。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述3D物体的一部分包括至少约40度的悬伸部。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述3D物体的一部分包括至少约50度的悬伸部。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述3D物体的一部分包括至少约60度的悬伸部。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述3D物体的一部分包括至少约70度的悬伸部。在3D物体生产工艺的某些实施例中，所述3D物体的一部分包括至少约80度的悬伸部。
[0018]应当理解，
技术实现思路
和具体实施方式都只是示例性和说明性的，而不是对所要求保护的公开内容的限制。
附图说明
[0019]图1描绘了0
°
的悬伸部和60
°
的悬伸部。
[0020]图2描绘了具有向内的悬伸部的零件。
[0021]图3描绘了具有悬伸部的环形零件。
[0022]图4描绘了基部层和顶层。
[0023]图5描绘了具有被切除的凹部的聚氨酯管。
[0024]图6a描绘了具有多个悬伸部的零件。
[0025]图6b描绘了具有多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三维(3D)物体生产工艺，包括：提供热固性打印设备，所述热固性打印设备包括：混合室，所述混合室接收并混合至少第一反应组分和第二反应组分，以提供热固性材料；挤出喷嘴，所述挤出喷嘴输送所述热固性材料以形成3D物体；至少一个致动器，所述至少一个致动器被联接到所述挤出喷嘴，以在输送所述热固性材料以形成所述3D物体时移动所述挤出喷嘴；以及控制器，所述控制器包括一个或更多个处理器，并且所述控制器被联接到挤出热固性打印设备；以及沉积所述热固性材料以形成所述3D物体，其中所述沉积包括沉积第一层热固性材料和沉积至少第二层热固性材料，其中所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移。2.根据权利要求1所述的3D物体生产工艺，包括沉积至少第三层热固性材料，其中所述至少第三层中的热固性材料珠与所述第二层中的热固性材料珠偏移。3.根据权利要求1或2所述的3D物体生产工艺，包括多个热固性材料层。4.根据权利要求1
‑
3中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中每层热固性材料的时间为从约10秒至约10分钟。5.根据权利要求1
‑
4中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中每层热固性材料的时间为从约20秒至约5分钟。6.根据权利要求1
‑
5中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中每层热固性材料的时间为从约30秒至约3分钟。7.根据权利要求1
‑
6中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中每层热固性材料的时间为从约30秒至约2分钟。8.根据权利要求1
‑
7中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中每层热固性材料的时间为从约30秒至约60秒。9.根据权利要求1
‑
8中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约5％。10.根据权利要求1
‑
9中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约10％。11.根据权利要求1
‑
10中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约20％。12.根据权利要求1
‑
11中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约30％。13.根据权利要求1
‑
12中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约40％。14.根据权利要求1
‑
13中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述至少第二层中的热固性材料珠与所述第一层中的热固性材料珠偏移约50％。15.根据权利要求1
‑
14中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述多个层中的每一层与先前沉积的层偏移。
16.根据权利要求1
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15中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述多个层中的大部分层与它们先前沉积的层偏移。17.根据权利要求1
‑
16中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述多个层中的少于大部分的层与它们先前沉积的层偏移。18.根据权利要求1
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17中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述第一层和所述第二层的珠中的偏移量与所述第二层和所述第三层的珠中的偏移量相同。19.根据权利要求1
‑
18中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述第一层和所述第二层的珠中的偏移量与所述第二层和所述第三层的珠中的偏移量不同。20.根据权利要求1
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19中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述珠中的偏移量对于所述多个层来说是相同的。21.根据权利要求1
‑
20中的任一项所述的3D物体生产工艺，其中所述珠中的偏移量对于所述多个层来说是不同的。22.根据权利要求1
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21中的任一项所述的3D物体生产工艺，包括支撑件。23.根据权利要求1
‑
22中的任一项所述的3D物体生产工艺，包括在沉积所述热固性材料期间沉积支撑材料。24.根据权利要求1
‑
23中的任一项所述的3D物体生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔拉，
申请(专利权)人：彩色三D材料公司，
类型：发明
国别省市：