[发明专利]一种采用高分子管材为载体的混合3D打印成型方法

说明书

技术领域

本发明属于材料加工成型相关技术领域，更具体地，涉及一种采用高分子管材为载体的混合3D打印成型方法。

背景技术

材料加工成形主要是指在力、温度或者其他场的作用下，改变材料的形状和尺寸，并控制甚至改善制品最终使用特性的加工过程，在汽车、拖拉机、桥梁、冶金、机床、航空航天、军事、仪器仪表、轻工和家用电器等制造业中起着极为重要的作用。

增材制造技术又称3D打印，是材料加工成形的主要方法之一，是一种通过计算机辅助设计，以数字模型文件为基础，按照逐层叠加原理成形制品的快速成形技术。3D打印与传统的成形工艺不同，只要能够设计出所需制品的三维模型，就可以通过3D打印的方法快速成形各种复杂形状的制品，极大地缩短了成形周期。

目前，3D打印已经发展了许多成形工艺，如光固化成形、选择性激光烧结、三维印刷成形、熔融沉积成形和叠层实体制造等。然而，光固化成形、选择性激光烧结工艺设备成本较高，选择性激光烧结、三维印刷成形、熔融沉积成形工艺制备的零件精度和表面光洁度较差，光固化成形、熔融沉积成形、叠层实体制造工艺的成形材料适用范围较窄等因素都限制3D打印技术的进一步发展。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种采用高分子管材为载体的混合3D打印成型方法，其基于现有3D打印成型的工作特点，研究及设计了一种能够实现任意形态的材料的快速成形的采用高分子管材为载体的混合3D打印成型方法。所述混合3D打印成型方法将待打印的任意形态的材料加入所述高分子管材的内孔中，所述3D打印机将待打印的任意形态的材料进行3D打印，实现了任意形态的材料的快速成形，克服了传统3D打印所用材料的限制，扩展了3D打印所能使用的材料的范围，适用性较强，有利于3D打印的发展。此外，所述混合3D打印成型方法还为复合材料和发泡材料的快速制备提供了新的方案，灵活性较好，工艺简单，易于实施，成本较低。

为实现上述目的，本发明提供了一种采用高分子管材为载体的混合3D打印成型方法，该方法包括以下步骤：

(1)提供高分子管材，将所述高分子管材作为载体设置于3D打印机的喷头中，并将所述高分子管材卡紧固定，所述高分子管材在所述3D打印机的打印温度范围内能够达到熔融状态且不会分解；

(2)将待打印的任意形态的材料加入所述高分子管材的内孔中；

(3)所述3D打印机将待打印的任意形态的材料进行3D打印。

进一步地，所述高分子管材的外径与所述3D打印机的喷头的尺寸相对应。

进一步地，所述3D打印机的打印温度范围为0℃～600℃。

进一步地，所述3D打印机为基于熔融沉积原理的3D打印机，其喷头的外径为0.001mm～1000mm，内径为0.001mm～1000mm。

进一步地，采用助推装置将待打印的任意形态的材料加入所述高分子管材的内孔中，所述助推装置包括相连接的注射器及动力组件，所述动力组件用于驱动所述注射器。

进一步地，所述任意形态的材料为有机物及无机物中的一种或者多种。

进一步地，所述任意形态的材料为固态材料、液态材料及气态材料中的一种或者多种。

进一步地，所述固态材料为在所述打印温度范围与所述高分子管材的熔融温度至分解温度区间的交集范围内能够达到熔融状态的材料。

进一步地，所述液态材料的固化速度与打印速度相同，且所述液态材料中混合了固化剂。

进一步地，所述液态材料与所述气态材料在打印过程中为流动状态或者静止状态。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的采用高分子管材为载体的混合3D打印成型方法主要具有以下有益效果：

1.将待打印的任意形态的材料加入所述高分子管材的内孔中，所述3D打印机将待打印的任意形态的材料进行3D打印，实现了任意形态的材料的快速成形，克服了传统3D打印所用材料的限制，扩展了3D打印所能使用的材料的范围，适用性较强；

2.所述混合3D打印成型方法为复合材料和发泡材料的快速制备提供了新的方案，灵活性较好；

3.所述混合3D打印成型方法的工艺简单，易于实施，成本较低。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的采用高分子管材为载体的混合3D打印成型方法的流程示意图。

具体实施方式