[发明专利]基于快速烧结的3D打印方法及系统

说明书

一种基于快速烧结的3D打印方法和系统，所述3D打印方法包括以下步骤：在成形基台的成形区域铺覆一层粉末；根据待成形二维图形向所述粉末喷射液态的偶联剂或者粉末状的偶联剂；通过加热器加热所述偶联剂，直至所述偶联剂固化并粘接所述粉末。本发明提供的基于快速烧结的3D打印方法和系统通过将偶联剂喷射覆盖在待成形的粉末上，然后对粉末快速加热固化形成三维实体零件，能够极大地改变金属增材制造的局限性，有效提高了3D打印的成形速度，降低制造成本。

技术领域

本发明属于增材制造领域，具体涉及一种基于快速烧结的3D打印方法及系统。

背景技术

金属增材制造技术现已成为制造复杂结构零部件的重要手段，金属增材制造常用的方法有选择性激光烧结成形(SLS)、选区激光熔化技术(SLM)和激光直接成形技术(LDS)。SLM技术打印的产品精度高，质量好，但成形的效率和尺寸受到限制。LDS技术成形效率高，尺寸不受限制，然而成形精度和表面粗糙度难以达到结构零件的精度要求。

目前，为提高增材制造的成形效率，国外几家著名公司已开始采用面扫描加热的方式以提高扫描的速度和零件成形周期，主要用于尼龙材料等产品制造，但是如果面扫描加热的材料熔点很高(金属材料)则光束能量密度很难达到熔化粉末的要求。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种基于快速烧结的3D打印方法和系统，以提高3D打印的成形速度。

为此，本发明首先提供了一种基于快速烧结的3D打印方法，包括以下步骤：

在成形基台的成形区域铺覆一层粉末；

根据待成形二维图形向所述粉末喷射液态的偶联剂或者粉末状的偶联剂；

通过加热器加热所述偶联剂，直至所述偶联剂固化并粘接所述粉末。

进一步的，在加热所述偶联剂直至所述偶联剂固化并粘接所述粉末之后，还包括：

所述成形基台下降一层粉末厚度，进入下一层打印直至形成打印件。

进一步的，在形成所述打印件之后，还包括：

根据所述打印件的材料确定所述打印件的烧结温度；

对所述打印件进行烧结处理，烧结时间为6-10小时。

进一步的，通过加热器加热所述偶联剂包括：

所述加热器呈平面在所述成形基台的上方移动，以面扫描的方式对所述粉末进行加热。

本发明还提供了一种基于快速烧结的3D打印系统，包括成形室，还包括

成形基台，设置于所述成形室内；

铺粉装置，用于在所述成形基台的成形区域铺设粉末；

喷头机构，移动地设于所述成形基台的上方，用于根据待成形二维图形向所述成形基台的成形区域的粉末喷射液态或者粉末状的偶联剂；

加热器，移动地设于所述成形基台的上方，用于加热所述粉末中的偶联剂直至所述偶联剂固化并粘接所述粉末。

进一步的，所述喷头结构包括若干个喷头，所述偶联剂从所述喷头喷出。

进一步的，所述偶联剂，固化温度为180～250℃。

进一步的，所述加热器包括一加热基板，所述加热基板平行设置于所述成形基台的上方，并且所述加热基板设有若干阵列式排布的红外辐射器。

进一步的，所述成形基台设有电热元件，用对所述粉末进行预热。

进一步的，所述粉末为金属粉末、陶瓷粉末或者金属与陶瓷的混合粉末。