[发明专利]三维多孔产品的建模方法、3D打印方法及设备

说明书

本发明涉及3D打印技术领域，更具体的，涉及一种三维多孔产品的建模方法，包括以下步骤：S1、设计晶胞三维通孔结构；S2、建模；还提供一种3D打印方法，在上述建模方法基础上还包括S3、产品3D打印。还提供基于上述一种3D打印方法基础的3D打印设备。本发明通过将庞大复杂的模型数据巧妙分解，分布运行且保存，建模效率更高，对计算机硬件要求更低，可以适用于SLA成型技术，并且SLA成型尺寸普遍比DLP大，能满足模型尺寸较大的客户需求。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，更具体地，涉及一种三维多孔产品的建模方法、3D打印方法及设备。

背景技术

传统陶瓷成型技术，如注射成型、干压成型等无法制作三维网络细小通孔的结构。先进陶瓷成型技术主要有SLS、DLP和SLA，SLS技术选用粉体粒径在100um左右，粉体粒径小，粘结剂和粉体会团聚，且会出现材料拖动、产品翘曲的问题，影响打印精度和打印质量，因此无法打印较精细的通孔结构。DLP成型技术可以打印细小的通孔结构，但是利用的是光机的分辨率的方法，打印精度取决于光机的分辨率，对设备的要求较高；而SLA成型技术则是利用激光参数优化的方式达到打印精细通孔结构的目的。SLA成型技术是紫外激光扫描陶瓷材料的过程，是一个光固化的过程，存在光的散射，如一个外径10mm、内径8mm的圆环，假设光与材料固化过程中，散射固化的尺寸为0.1mm，则实际固化出来的圆环外径为10.1mm、内径7.9mm。这种散射造成的误差，可以通过光补补偿来消除，光斑补偿的原理是将实际扫描外径10mm、内径8mm补偿成外径9.9mm、内径8.1mm，激光扫描后，由于光的散射，最终实际固化的圆环尺寸为外径10mm、内径8.1mm，消除了光的散射带来的误差。SLA成型技术参数优化的核心是降低光的散射，而降低激光散射在参数上主要是降低激光的输出功率。但在SLA成型技术中，要完成打印成功的条件，必须保证单次激光扫描固化的厚度大于铺料厚度，假设铺料厚度是50um，即单次激光扫描固化厚度要大于50um，即激光扫描区域的平均功率密度具有极小值。为尽量降低激光输出功率，就必须降低扫描速度、填充间距来保障固化厚度，才能打印出极限尺寸的通孔。

对于三维网络细小通孔的产品，采用目前的SLA成型技术时，在建模过程中，建模过程复杂，需要处理庞大的数据量，对计算机硬件要求非常高。

发明内容

本发明为克服上述背景技术所述的对于三维网络细小通孔的产品，采用目前的SLA成型技术时，在建模过程中，建模过程复杂，需要处理庞大的数据量，对计算机硬件要求非常高的问题，提供一种三维多孔产品的建模方法、3D打印方法及设备。本发明可以适用于SLA成型技术，并将庞大的数据量分步运行且保存，对计算机硬件要求更低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种三维多孔产品的建模方法，包括以下步骤：

S1、设计晶胞三维通孔结构：建立边长为A的正方体，取所述正方体的顶面为基准面，在所述基准面的中心点位置沿Y轴方向拉伸第一通孔，在所述正方体的顶面以所述第一通孔为特征沿X轴方向45°获得第二通孔，以第一通孔的轴线为中心并以第二通孔为特征，每间隔45°建立第二通孔，以在所述第一基准面上共建立8个第二通孔，所述第一通孔和第二通孔均垂直贯穿所述正方体的顶面和底面；以所述正方体的每个侧面的中心拉伸第三通孔，以所述第三通孔的轴线为中心并以所述第三通孔为特征，每间隔90°建立一个第四通孔，以在所述正方体的每个侧面共建立4个第四通孔；所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔的孔径一致；

S2、建模：将多个所述晶胞三维通孔结构排列组合为一个方体，根据所需打印产品的尺寸，将所述方体截取以得到对应产品的模型。

优选的，所述正方体的边长A为0.8～1.5mm。

优选的，所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔的孔径大小为0.08mm-0.15mm。

更优选的，所述正方体的边长A为1mm。