[发明专利]一种用于熔融挤出成型的3D打印的方法及装置

权利要求书

1.一种熔融挤出成型3D打印方法，包括当挤出熔融材料时，向层状材料表面辐照激光。

2.一种如权利要求1所述的3D打印方法，其中：可以向层状材料表面辐照激光以升高所述层状材料的温度；

优选地，激光辐照可以使被辐照的层状材料达到熔融的温度，和/或所述激光辐照可以使被辐照的层状材料熔融及流平，以促进相邻层状材料之间的粘结；

优选地，对激光辐照区域的形状没有特别限制，例如可以选择其形状，以使得所述层状材料表面在多于一个的受辐照点上的温度升高；

优选地，对于被激光辐照的打印材料没有任何限制，只要其适用于3D打印即可；

优选地，激光辐照区域可以随熔融挤出装置移动；

优选地，可以通过调节激光输出功率来调节激光辐照强度，从而适于不同种类成型材料的粘结；

优选地，所述激光可以为连续激光，其输出功率连续可调；

优选地，可通过调节激光输出功率以调节被辐照的材料的表面温度。

3.一种如权利要求1或2所述的3D打印方法，其中：所述激光辐照区域的形状可以是开放的或闭合的平面形状，例如环绕挤出装置投影点的形状，如正方形、矩形、圆形、椭圆形、三角形或其他适宜的形状；

优选地，

所述被激光辐照的打印材料可以为树脂、石蜡、陶瓷、金属等；

可以在熔融挤出装置的周围辐照激光至成型材料表面，所述激光辐照区域随挤出装置一起移动；

所述激光辐照区域可以位于挤出装置前方和/或后方，例如可以在挤出装置的前方和后方均设置激光辐照区域；

所述连续激光的输出功率可以为1～100W连续可调，优选为10～30W连续可调；

所述被辐照的材料表面温度可以为100～400℃，优选为150～300℃。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的3D打印方法，其中：所述被激光辐照的打印材料可以为PLA、ABS或尼龙66等；

优选地，所述位于挤出装置前方的激光辐照区域使上一层材料升温熔融，以促进下层的粘结；

优选地，所述位于挤出装置后方的激光辐照区域使新挤出的材料层升温熔平，以促进面内粘接；

所述连续激光的输出功率可以为12W、14.5W或16W；

所述被辐照的材料表面温度可为150℃、165℃或190℃。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的3D打印方法，其中：还可测定被辐照材料的实际表面温度，和/或测定被辐照材料的实际表面温度与表面温度设定值之间的差值；

优选地，如果合适，还可包括计算被辐照材料的实际表面温度与表面温度设定值之间的差值的步骤；

进一步优选地，可通过调节激光的输出功率，以调整被辐照材料的实际表面温度，优选地，被辐照材料的实际表面温度与表面温度设定值之间的差值通过这样的调节得到缩小。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的3D打印方法，其中：当所述差值达到表面温度设定值的20％以上、15％以上、10％以上或5％以上时，或者所述差值达到20℃以上、15℃以上、10℃以上或5℃以上时，通过调节激光的输出功率，进而调整材料的实际表面温度。

7.一种熔融挤出成型3D打印装置，包括激光投射装置。

8.一种如权利要求7所述的3D打印装置，其中：所述激光投射装置用于当挤出熔融材料时，向层状的材料表面辐照激光；

优选地，所述激光投射装置是可移动的，例如可以随熔融挤出装置移动；

优选地，所述激光投射装置的输出功率是可调节的，且可以具有如权利2-4任一项权利要求中所述的输出功率和性能；

优选地，所述激光投射装置设置于熔融挤出装置的周围；

优选地，可设置一个或多个所述激光投射装置；

优选地，还包括温度检测装置，例如红外探测装置，温度检测装置用于测定被辐照材料的实际表面温度，和/或测定被辐照材料的实际表面温度与表面温度设定值之间的差值；

优选地，如果合适，还可以包括计算装置，计算装置可以独立存在，或与其他装置，如温度检测装置结合；

优选地，还包括激光系统控制装置，激光系统控制装置可以用于调节激光的输出功率，如激光投射装置的电流，以调整被辐照材料的实际表面温度。