[发明专利]支撑结构、支撑结构的打印方法以及打印系统

说明书

本申请涉及三维成型技术领域，尤其涉及一种支撑结构、打印方法以及打印系统。支撑结构包括使用第一材料打印的实体部分和使用第二材料打印的非实体部分，所述实体部分包括网格结构，所述网格结构的每一个网格单元内及网格单元外均填充有所述非实体部分；其中，所述第一材料的硬度较所述第二材料的硬度大；所述网格结构的网格密度在打印平面内存在变化，和/或所述网格单元的连接边的横截面的面积，沿垂直于所述打印平面的方向存在变化。本申请支撑结构不同部位的强度存在差异，从而能有效防止支撑结构进行固化过程中或之后受到应力的作用时的应力集中现象导致的支撑结构开裂的不利影响。

技术领域

本申请涉及三维成型技术领域，尤其涉及一种支撑结构、支撑结构的打印方法以及打印系统。

背景技术

快速成型技术又称快速原型制造技术或加式制造技术，其基本原理都是基于3D模型切片形成多个切片层，然后经过数据处理最终采用逐层(即逐个切片层)加工堆积的方式制作3D物体。

在使用喷墨打印技术逐层打印3D物体的过程中，存在后一层架空前一层的现象，为了将3D物体准确的打印出来，在打印过程中需要提供支撑结构，为对应的层提供支撑。现有技术中普遍使用的打印支撑结构的方法为，根据支撑结构数据使用相同的支撑材料进行逐层打印，然而由于支撑结构一方面需要具有足够的硬度能够支撑起需要支撑的目标物体部分，另一方面支撑结构又需要具有柔软性使其能从打印好的目标物体上能够易于移除，以致很难选择合适的支撑材料来进行支撑结构的打印。

为了解决支撑材料选材难的问题，一些研究者将目光集中在了支撑结构本身的结构设计上，如中国专利CN104275798A和美国专利US7364686B2中公布的在支撑结构部分通过使用实体材料构造格栅或骨架或柱子置入支撑材料内，为支撑结构提供额外的强度，然而在支撑结构进行固化过程中或之后受到应力的作用时，存在应力集中现象，由此导致支撑结构易于开裂。

发明内容

本申请提供了一种支撑结构、支撑结构的打印方法以及打印系统，能够解决上述问题。

本申请的第一方面提供了一种支撑结构，包括使用第一材料打印的实体部分和使用第二材料打印的非实体部分，所述实体部分包括网格结构，所述网格结构的每一个网格单元内及网格单元外均填充有所述非实体部分；其中，所述第一材料的硬度较所述第二材料的硬度大；

所述网格结构的网格密度在打印平面内存在变化，

和/或

所述网格单元的连接边的横截面的面积，沿垂直于所述打印平面的方向存在变化。

优选地，所述实体部分包括多个平行于所述打印平面的网格层，所述网格层具有所述网格结构；所述实体部分还包括多个柱子，各所述柱子至少贯穿相邻的两层所述网格层，且所述柱子与所述网格层围成的空间内及空间外填充有所述非实体部分。

优选地，各所述网格层将所述柱子分割为多个子段，各所述子段的两端分别连接于位于相邻网格层的网格单元的顶点处。

优选地，所述柱子在所述打印平面内的柱子密度存在变化；

和/或

所述柱子的横截面的面积，沿垂直于所述打印平面的方向存在变化。

优选地，在所述打印平面内所述网格密度与所述柱子密度均存在变化，且二者的变化趋势一致；

和/或

所述网格单元的连接边的横截面的面积和所述柱子的横截面的面积，在垂直于所述打印平面的方向上均存在变化，且所述连接边的横截面的面积的变化趋势由所述柱子的横截面的面积的变化趋势决定。