[发明专利]一种3D打印工件的制备方法

说明书

本发明提供了一种3D打印工件的制备方法：将3D打印工件浸没在流动状态的充模物中，将流动状态的充模物固化，得到由固态的充模物包裹着的3D打印工件，将包裹着固态的充模物的3D打印工件烧结，使3D打印工件融化；冷却得到固化的3D打印工件，除去固化的3D打印工件外部的充模物。本发明提供的3D打印工件的制备方法，一方面，由于3D打印具有成型快、便于修改等优点，从而使本发明提供的3D打印工件的制备方法加工效率得以提升；另一方面，与传统的3D打印相比较而言，本发明通过烧结的形式释放了3D打印工件的内应力，提高了产品的均匀性和强度。本发明特别适用于具有复杂结构的聚合物产品的生产，避免了复杂的模具的生产设计，从而简化了工序。

技术领域

本发明属于3D打印产品的生产技术领域，尤其涉及一种3D打印工件的制备方法。

背景技术

现有技术中，技术相对成熟的注塑工艺在聚合物的成型加工生产中应用广泛，且能获得强度均匀性良好的产品。但是，注塑工艺难以摆脱模具的制约，不仅开模成本高，其复杂的模具设计也受到限制。

随着3D打印技术的飞速发展，3D打印技术已被广泛应用到诸多领域中。其3D打印是一种快速成形技术，其工作过程为：先通过计算机软件建立模型，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，从而指导打印机逐层打印，并将薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。

由于3D打印的原理是通过材料的逐层堆积实现整个模型的打印，故打印件整体内部存在各向异性特点，内部层间粘接力差，造成制件垂直于切片方向的强度低，影响打印件的使用性能，限制了3D打印工件的实际应用，因此，很多3D打印制件还只能作为概念模型而不能作为功能性零件使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的3D打印工件造成的内部层间粘接力差的技术缺陷，提供一种3D打印工件的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

提供一种3D打印工件的制备方法，包括：

将3D打印工件浸没在流动状态的充模物中，将流动状态的充模物固化，得到由固态的充模物包裹着的3D打印工件；

将包裹着固态的充模物的3D打印工件烧结，使3D打印工件融化；

冷却得到固化的3D打印工件，除去固化的3D打印工件外部的充模物。

可选地，烧结的温度大于或等于所述3D打印工件融化的温度。

可选地，所述“将流动状态的充模物固化”之前还包括：

对流动状态的充模物除气。

可选地，所述“将包裹着固态的充模物的3D打印工件烧结”之前还包括：

对包裹着固态的充模物的3D打印工件和充模物除湿。

可选地，所述充模物包括石膏乳、水玻璃及硅溶胶的一种或多种。

可选地，所述3D打印工件为热塑性聚合物材料及其衍生物。

可选地，所述热塑性聚合物材料包括聚碳酸酯、尼龙、聚乳酸、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮的一种或多种。

可选地，烧结的温度大于或等于热塑性聚合物材料及其衍生物的粘流温度或者熔点，且烧结的温度低于热塑性聚合物材料及其衍生物发生变形的温度。

可选地，所述“除去固化的3D打印工件外部的充模物”包括：

对固化后的3D打印工件进行敲打或者高压冲洗，使固态的充模物脱落。

可选地，所述3D打印工件的制备方法还包括：对去除固态的充模物后的3D打印工件进行打磨处理。