[发明专利]一种金属及非金属复合材料的3D打印机及其打印方法

说明书

本发明公开了一种金属及非金属复合材料的3D打印机及其打印方法，属于3D打印机技术领域，能够解决现有3D打印技术不能一体打印金属和非金属材料的问题，包括框架、打印平台、第一料筒、第一料管、送料辊、第二料管、加热部件、喷头部件及控制部件，打印平台沿靠近或远离喷头部件的方向运动，喷头部件在垂直于打印平台运动方向的平面上运动，用于向打印平台喷涂金属材料或非金属材料以进行3D打印，第一料筒用于存储金属材料，送料辊用于输送非金属材料，送料辊与喷头部件通过第二料管连通，加热部件包括金属加热件及非金属加热件，金属加热件用于对第一料筒及第一料管内的金属材料进行加热，非金属加热件用于对喷头部件内的非金属材料进行加热。

技术领域

本发明涉及一种金属及非金属复合材料的3D打印机及其打印方法，属于3D打印机技术领域。

背景技术

3D打印技术的发展为制造传统方法难以制造的复杂零件提供了新的平台。3D打印技术以三维CAD模型文件为基础，采用逐层打印的方式层层累加形成物体，又称增材制造技术。已经广泛用于航天航空、生物医学、教育教学、汽车行业等领域。常见的增材制造工艺包括熔融沉积法、立体光刻法、选择性激光烧结等。

目前，制约3D打印技术的两大发展因素是打印工艺和打印使用的材料。现有的3D打印机往往只能打印材料单一的制品，如PLA、ABS、PE等，并且材料逐层堆积过程中层间粘合性不好，导致打印的制品在强度和刚度等力学性能差。金属材料的强度与刚度远优于非金属材料，但是在金属材料和非金属材料混合打印领域，由于两者在熔点上的巨大差异和相互之间的兼容打印性差，导致目前可用的3D打印技术不能一体打印金属和非金属材料。

发明内容

本发明提供了一种金属及非金属复合材料的3D打印机及其打印方法，能够解决现有3D打印技术不能一体打印金属和非金属材料的问题。

一方面，本发明提供了一种金属及非金属复合材料的3D打印机，包括框架、打印平台、第一料筒、第一料管、送料辊、第二料管、加热部件、喷头部件及控制部件；

所述喷头部件和所述打印平台均设置在所述框架上，且所述喷头部件位于所述打印平台上方；

所述打印平台沿靠近或远离所述喷头部件的方向运动；

所述喷头部件在垂直于所述打印平台运动方向的平面上运动，用于向所述打印平台喷涂金属材料或非金属材料以进行3D打印；

所述第一料筒用于存储金属材料，所述第一料筒通过所述第一料管与所述喷头部件连通；

所述送料辊用于输送所述非金属材料，所述送料辊与所述喷头部件通过所述第二料管连通；

所述加热部件包括金属加热件及非金属加热件，所述金属加热件用于对所述第一料筒及所述第一料管内的金属材料进行加热，以熔化所述金属材料，所述非金属加热件用于对所述喷头部件内的非金属材料进行加热；

所述控制部件用于控制所述打印平台及所述喷头部件运动，并控制所述金属加热件及所述非金属加热件工作。

可选的，所述喷头部件包含非金属材料流道及金属材料流道，所述金属材料流道位于所述非金属材料流道内部。

可选的，所述金属材料流道的出口端伸出所述非金属材料流道的出口端。

可选的，所述非金属加热件为加热块，所述加热块包裹在所述非金属材料流道外部。

可选的，所述加热块为两个，且两个所述加热块分别靠近所述非金属材料流道的入口端与出口端。

可选的，所述金属加热件包括加热套筒及料管加热线；

所述加热套筒包裹在所述第一料筒外部，用于对所述第一料筒内的金属材料进行加热；

所述料管加热线缠绕在所述第一料管外部，用于对所述第一料管内的金属材料进行加热。