[发明专利]一种侧立面染色的3D打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及打印机设备技术领域，特别涉及3D打印机技术领域，具体是指一种侧立面染色的3D打印方法。

背景技术

目前市场上的快速成型技术分为3DP技术、FDM熔融层积成型技术，这几种打印方式获得的物体都只有少量的几种颜色，存在色彩贫乏的缺陷。

对比已公开的相近专利技术，国内专利申请201410294525以及申请号201410045626的专利均提出以水平方向移动的垂直墨头喷墨的方法来直接对每一熔积层层面上表面进行染色，利用渗透的方法将上表面的喷墨墨水渗透到打印层侧立面，从而达到侧立面显示图像的目标，但是，此种方法的墨滴的渗透方向不容易控制，容易造成侧立面成像点的颜色缺失或浓度过高，不容易产生清晰的图像。还有其他方法是通过对打印物体侧向水平喷墨来直接为侧立面喷墨染色，但这种侧向喷墨的方法无法为侧立面形状较复杂或有遮挡的位置染色，因此也无法满足全部侧立面染色要求。另外，由于墨滴紧邻打印层边缘进行打印，而边缘是非完全水平面，墨滴有可能飞溅到已打印的物体层体的外立面，从而造成二次颜料污染，影响成品美观。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够将彩色墨水喷至打印物体侧立面的方法，同时提出配套的打印装置、打印材料，提高表面色彩表现力的高精度。

一种侧立面染色的3D打印方法，其特征在于：步骤如下：

⑴打印准备及数据处理，开启彩色立体打印机，处理获得3D打印物体的分层模型；

⑵打印分层模型，分层模型包括相互接触的染色外壳和辅助外壳，染色外壳与辅助外壳之间形成一弧形夹缝；

⑶喷墨，处理器控制打印机，将颜料的墨水滴落在染色外壳与辅助外壳之间形成的弧形夹缝内；

⑷染色，墨水吸附在染色外壳上；

⑸颜色固化，墨水中的的颜料固化在染色外壳的侧立面上；

⑹进行下一工作循环，完成单层染色处理后，在已完成染色的染色外壳和辅助外壳上打印生成下一层的分层模型，重复步骤⑵至步骤⑹，直至完成全部分层模型的打印；

⑺溶解或剥除外壳，完成全部分层模型的打印并染色后，根据辅助外壳材料特性选择将辅助外壳溶解或剥除，露出经染色的3D打印物体侧立面外表面；

⑻打印完成，获得彩色的3D打印物体。

而且，所述步骤⑴中，向彩色立体打印机输入需要打印的3D打印物体模型数据，打印机 的处理器计算分析进行均匀分层切片获得分层模型数据，每一层的分层模型数据均包括染色外壳和辅助外壳；生成染色外壳的单层打印线路，同时，生成紧贴生成染色外壳外轮廓的辅助外壳的单层打印线路，并且，处理器根据需要打印的3D打印物体模型数据计算获得分层模型所有染色点位置以及每个染色点所需的颜料，对应分层模型，生成对应的单层染色喷墨打印路线。

而且，步骤⑵中，染色外壳采用高渗透高浸润材料先行打印成型，而后沿着染色外壳的侧立面采用低渗透不浸润的材料打印辅助外壳，染色外壳与辅助外壳相互接触但并不形成整体，染色外壳与辅助外壳相互接触的侧立面截面均为略有外凸的弧形体，染色外壳与辅助外壳之间形成了弧形夹缝。

而且，步骤⑷由于染色外壳采用高渗透高浸润材料先行打印成型，而后采用低渗透不浸润的材料打印辅助外壳，墨水全部被染色外壳的侧立面附着或吸收。

而且，步骤⑸中，将相同颜色或不同颜色的墨水多次喷射在同一染色点上，产生所需的组合颜色。

而且，墨水的溶剂采用水或者光固化树脂。

而且，所述彩色立体打印机是一种三角柱形3D打印机，包括彩色墨水盒、机架、可移动平台、高渗透料丝挤出头、低渗透料丝挤出头、彩色墨水喷头、载物平台、基座、高渗透料丝存储盒、低渗透料丝存储盒以及相应的导管，在基座上安装有三角柱形3D打印机的机架，机架内下端安装有滑轨，在滑轨上安装有一载物平台；在载物平台上方的机架内安装有一可移动平台，该可移动平台的下端分别安装有高渗透料丝挤出头、低渗透料丝挤出头以及彩色墨水喷头，高渗透料丝挤出头通过导管连通高渗透料丝存储盒，低渗透料丝挤出头通过导管连通低渗透料丝存储盒，彩色墨水喷头连通彩色墨水盒；彩色立体打印机还安装有一处理器或通过数据线连接计算机，控制可移动平台以及载物平台的升降运动，并且分别控制高渗透料丝挤出头、低渗透料丝挤出头以及彩色墨水喷头在单层打印线路的对应位置挤出相应剂量的材料。