[发明专利]一种3D特种印刷装置及印刷方法

说明书

本发明公开了一种3D特种印刷装置及印刷方法，该装置包括顺次连接的储料机构、出料管和打印喷头，储料机构的出料口处设置有加热机构，加热机构连接有温度控制器，出料管连接有流量控制阀。3D打印材料进入出料管之前，经加热机构加热熔融，并在温度控制器的作用下依据打印速度控制加热功率，流量控制阀控制物料由出料管进入打印喷头的速度，通过对加热速率和给料速度的控制实现了熔融3D打印材料的按需供给，无需二段保温装置即可避免出料管的进料口和喷头堵塞的问题，还减少了加热能源的浪费，以及打印过程中熔融打印材料供给不足导致打印间歇的问题。还公开了利用该装置的打印方法，该方法步骤简单、能耗低，加工效率高。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，涉及一种3D印刷装置及印刷方法，具体地说，涉及一种按需供料、防止堵料的3D特种印刷装置及印刷方法。

背景技术

3D特种印刷是一种快速成型技术，以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料通过逐层打印的方式构造物体。其通常在模具制造、工业设计等领域用于制作模型，最近已被广泛应用于产品的直接制造，在珠宝、建筑、汽车、航空航天、医疗产业均有应用。

3D特种印刷根据累积技术的不同可分为熔融沉积、电子束自由成型、直接金属激光烧结、电子束熔化成型、石膏3D打印、分层实体制造等方法，其中熔融沉积法采用的原料硬度较高，存在易堵塞进料口等的问题，为防止熔融沉积型3D打印机在暂停或停止工作时，打印材料的硬化导致进料口和喷头堵塞，目前行业内通常会在材料进给单元进行升温或设置保温元件。如中国专利CN201310717099.2公开了一种可以对已经软化的打印物料进行保温的设备，该设备由进料管、进给元件、加热元件、与进给元件及加热元件相连的处理器及与处理器相连的控制器组成。加热元件设置为将加热段中的打印物料加热至软化，控制器被操作时，处理器向进给元件发送停止进给信号并向加热元件发送保温信号；所述进给元件根据所述停止进给信号停止进给所述进料管中的打印物料；所述加热元件根据所述保温信号对软化的打印物料进行保温，以解决3D打印设备暂停时软化的打印物料硬化在进料管中而堵塞进料管的问题。中国专利CN201810873470.7公开了一种利用水滴型球囊实现供料的系统，该系统包括上支板、下支板、水滴型球囊、安装板、电机、丝杆、第一滑块、滑环、进料管、出料管、控制阀。供料时，通过安装板上的电机正反转来实现第一滑块在丝杠上的上下移动，与第一滑块相连的滑环随着一起上下运动，使滑环对水滴型球囊进行上下循环挤压，加快水滴型球囊内的液态原料供给速度。

上述两种3D特种印刷装置，第一种通过在进料单元增加加温、保温装置来维持设备暂停时打印物料的软化状态，以实现暂停设备后的连续打印，但是这种装置无法排除打印完成或暂停时进料管、喷头处打印物料的残留，即无法解决设备完成作业后关机，在下一次启动时的堵塞问题。第二种以水滴型微球囊装置加快了熔融软化后打印物料的供给速度，以解决粘度高的原料供料效率低的问题。但是微球囊装置复杂的机械运动降低了设备的稳定性，对精密3D模型的打印精度造成影响，同时无法根据打印材料的消耗按需调整供料速度。

发明内容

为此，本发明正是要解决上述技术问题，从而提出一种不堵塞进料口和喷头、可按需供料实现连续打印的3D特种印刷装置和印刷方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供一种3D特种印刷装置，其包括顺次连接的储料机构、出料管和打印喷头，所述储料机构的出料口处还设置有加热机构，所述加热机构连接有温度控制器，所述出料管连接有流量控制阀。

作为优选，还包括微处理器，所述微处理器与所述加热机构、温度控制器、流量控制阀和打印喷头信号连接。

作为优选，所述微处理器还连接有控制器。

作为优选，还包括测温机构，所述测温机构设置于所述出料机构的出料口处，连接于所述温度控制器。

作为优选，述给料泵设置于所述流量控制阀与所述打印喷头之间。