[发明专利]一种选择性激光烧结打印多色高分子制品的方法

说明书

本发明属于3D打印技术领域，具体公开了一种选择性激光烧结打印多色高分子制品的方法。本发明公开的选择性激光烧结打印多色高分子制品的方法包括在粉末床上铺一层粉末材料；多颜料喷头喷射颜料对粉末进行原位定点染色，预热待烧结；选择性激光进行烧结；接着工作台下降一个层厚的高度，铺下一层粉、喷射颜料、预热、激光烧结，层层打印直至完成整体打印。该方法通过将选择性激光烧结方法与polyjet多色喷墨方法相结合，无需后期处理，一次性打印出具有高精度的多色高分子零部件产品。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种选择性激光烧结打印多色高分子制品的方法。

背景技术

选择性激光烧结(selective laser sintering，SLS)技术是目前常用的一种打印高分子制品的方式。SLS技术需要先在粉末床上铺一层粉，将材料预热到接近熔点，然后使用激光在该层粉末上按照设定的路径及速度进行扫描，使粉末升温至熔点并烧结成型。接着工作台下降一定的高度，滚轴铺下一层粉末，预热并进行激光烧结，如此循环直至整个模型成型。SLS方法具有较高的打印精度和打印速度，不需要设计和制造支撑，未烧结的粉末即可提供良好的支撑。利用激光可实现高熔点化合物、高分子聚合物等的黏结。但目前常见的SLS打印机器含有的供粉箱通常只能提供一种粉末，因此在整个铺粉过程中只能铺单一颜色的粉末，最终产物为单色的打印产品，无法实现多色高分子制品的打印。

PolyJet 3D打印技术是将光敏材料一层一层喷射到打印托盘上，每一层材料在被喷射的同时使用UV进行固化。该技术可以在单次打印中实现多种颜色和材料的结合，一次性打印出多色产品。但现有的PolyJet打印技术存在以下问题：①对某一固定机器来说不能调节打印温度，且不可进行高温打印，很难打印高熔点材料；②需要支撑材料；③打印速度较慢；④已有的研究表明其打印精度不如数字光处理(digital light processing，DLP)、SLS等。

因此，如何提供一种选择性激光烧结打印多色高分子制品的方法，实现高精度多色高分子材料打印产品的快速制备是本领域亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种选择性激光烧结打印多色高分子制品的方法，通过将选择性激光烧结高分子材料的方法与polyjet多色喷墨方法相结合，避免了后期处理工艺，一次性打印出具有高精度的多色高分子零部件产品。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种选择性激光烧结打印多色高分子制品的方法，包括如下步骤：

1)将切片处理后的多色高分子制品三维模型导入3D打印机，每一层含有多种颜色；

2)按照切片设定的层厚，铺设粉末材料，得到未染色的待成型粉末材料；

3)将颜料喷洒至步骤2)得到的未染色的待成型粉末材料需要打印的位置，对该位置进行染色，预热得到染色后的待成型多色粉末；

4)使用激光对步骤3)预热并染色后的待成型多色粉末材料进行烧结；

5)工作台下降一个层厚的高度，重复步骤2)～步骤4)，直至3D打印完成。

优选的，所述步骤2)中层厚的取值区间为[0.01，1]mm。

优选的，所述步骤2)中粉末材料为高分子粉末材料。

更优选的，所述步骤2)中粉末材料为纤维材料粉末、金属粉末、陶瓷粉末、无机填料中的一种或几种与高分子材料的混合粉末。

优选的，当混合粉末为结晶聚合物时，所述步骤3)中预热温度低于混合粉末玻璃化转变温度3～5℃。

优选的，当混合粉末为无定型粉末时，所述步骤3)中预热温度为混合粉末玻璃化转变温度；