[发明专利]一种挤出成型的3D打印方法和打印装置

权利要求书

1.一种挤出成型的3D打印方法，使用共轴喷头或并肩喷头，其特征在于,打印材料由所述共轴喷头的内流道或所述并肩喷头的主流道挤出，牺牲材料由所述共轴喷头的外流道或所述并肩喷头的副流道流出，其中所述牺牲材料具有低于所述打印材料的粘度且可以充分流动，所述打印材料沿预定打印路径扫描打印时，所述牺牲材料充填所述打印材料的打印路径间的空隙并起到支承作用，所述打印材料和所述牺牲材料共同固化后，通过后处理去除所述牺牲材料，仅留下所述打印材料；所述内流道/主流道的出口与所述外流道/副流道的出口设置成所述内流道/主流道的出口部分浸润于所述外流道/副流道出口处因表面张力形成的球形液面中，使得所述牺牲材料能够借助重力和表面张力作用随挤出的打印材料流出。

2.如权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于,所述打印材料沿预定打印路径打印成网格。

3.如权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于,所述内流道/主流道的出口略低于所述外流道/副流道的出口从而既能使挤出的打印材料对出口处的牺牲材料产生带动其流出的表面张力作用，又能减少打印材料与牺牲材料混合。

4.如权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于,所述打印材料的打印路径与所述牺牲材料的填充范围不交错重叠，所述牺牲材料溢到打印路径上方的部分在所述喷头提高一层继续打印时被所述喷头的移动刮去。

5.如权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于,所述外流道/副流道的截面积与所述内流道/主流道的截面积相当或大于所述内流道/主流道的截面积，从而在流速接近的情况下，所述牺牲材料的流量接近或大于所述打印材料的流量。

6.如权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于,所述打印材料包括有机溶剂和高分子打印材料溶质，所述牺牲材料包括有机溶剂，所述打印材料与所述牺牲材料的粘度不同；或者，所述打印材料与所述牺牲材料是互不相溶的材料。

7.如权利要求6所述的3D打印方法，其特征在于,所述打印材料和所述牺牲材料挤出前进行保温加热以避免凝固,挤出后置于冷环境中的打印平台上，遇低温迅速凝固而形成打印支架；再通过冷冻干燥除去所述牺牲材料和所述打印材料的溶剂部分。

8.如权利要求1至7任一项所述的3D打印方法，其特征在于,所述内流道/主流道有驱动力，所述外流道/副流道无驱动力；或所述内流道/主流道与所述外流道/副流道为同种驱动方式，并控制流量成恒定比例。

9.如权利要求8所述的3D打印方法，其特征在于，采用螺杆挤出、活塞挤出、气压或液压驱动，采用定压或流速可控的驱动方式。

10.如权利要求1至7任一项所述的3D打印方法，其特征在于，所述牺牲材料的去除方式包括提高或降低温度、提高或降低压强、溶解、试剂腐蚀、或上述多种方式的组合。

11.一种挤出成型的3D打印装置，包括共轴喷头或并肩喷头，其特征在于,所述共轴喷头的内流道或所述并肩喷头的主流道挤出打印材料，所述共轴喷头的外流道或所述并肩喷头的副流道输出牺牲材料，其中所述牺牲材料具有低于所述打印材料的粘度且可以充分流动，所述打印材料沿预定打印路径扫描打印时，所述牺牲材料充填所述打印材料的打印路径间的空隙并起到支承作用；所述内流道/主流道的出口与所述外流道/副流道的出口设置成所述内流道/主流道的出口部分浸润于所述外流道/副流道出口的液面中，使得所述牺牲材料能够借助重力和表面张力作用随挤出的打印材料流出。