[发明专利]一种超声3D打印方法和3D打印件

说明书

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种超声3D打印方法和3D打印件，该方法包括以下步骤，采用CAM数控软件分析处理导入的模型，获取打印参数；超声打印头根据打印参数形成打印路径、打印功率，所述超声打印头在物料上移动并对物料施加机械振动，超声打印头经过的物料加快固化并形成构件；从未成型的物料中取出固化成型的构件，所述构件为3D打印件，该超声3D打印方法能打印出无分层、强度好的3D打印件，具有成本低、易操作、可控性强和打印速度快的优点。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种超声3D打印方法和3D打印件。

背景技术

3D打印技术属于增材制造技术，其主要是将粉末状金属、光敏树脂及塑料等可黏合的材料，通过逐层打印的方式来构造物体。

目前，使用非金属材料的增材制造技术主要包括：立体光刻SLA、数字光处理DLP、选择性激光烧结SLS、熔融沉积制造FDM等。SLA和DLP使用的是光敏树脂，其固化机理是通过光引发剂吸收紫外线发生光解反应，产生自由基或超强质子酸，这两种物质可活化相应的单体和低聚物，发生聚合及交联反应，形成带有光引发剂的聚合物，活性聚合物不断地激活并引发低聚物和活性单体聚合，从而形成高分子固化物。SLS和FDM分别通过激光和加热装置熔融相应材料，待其冷却形成所需结构。

然而，现有的非金属材料的增材制造技术还是通过逐层打印增材的方式来形成构件，这不但速度慢，还容易导致构件内层与层之间分离，无法保证构件的强度，这也限制了3D打印构件的适用范围。此外，立体光刻SLA、数字光处理DLP、选择性激光烧结SLS、熔融沉积制造FDM等均是高价设备，这无疑增加了3D打印的成本，也不利于3D打印广泛使用。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种超声3D打印方法，该加工方法能打印出无分层、强度好的3D打印件，具有成本低、易操作、可控性强和打印速度快的优点。

本发明的目的之二在于提供一种3D打印件。

为实现上述目的之一，本发明提供以下技术方案：

提供一种超声3D打印方法，包括以下步骤，

采用CAM数控软件分析处理导入的模型，获取打印参数；超声打印头根据打印参数形成打印路径、打印功率，所述超声打印头在物料上移动并对物料施加机械振动，超声打印头经过的物料加快固化并形成构件；从未成型的物料中取出固化成型的构件，所述构件为3D打印件。

在一些实施方式中，所述CAM数控软件是UG软件或Mastercam软件，通过CAM数控软件借助UG软件或Mastercam软件获取导入模型的数控程序。

在一些实施方式中，所述超声打印头连接有多轴机械臂，所述打印参数输送到所述多轴机械臂和超声电源系统，所述超声电源系统连接超声打印头并控制超声打印头的打印功率，所述多种机械臂控制所述超声打印头的打印路径。

在一些实施方式中，所述物料放置在料槽中，所述料槽内放置有打印基板，所述打印基板上开设有滤孔，所述打印基板浸在物料中，所述超声打印头指向所述打印基板并能在所述打印基板上打印，打印完成后，从物料中取出所述打印基板，未成型的物料从滤孔流走，固化成型的构件留在所述打印基板上。

在一些实施方式中，所述料槽连接有储料仓，所述储料仓通过蠕动泵与所述料槽连接，所述蠕动泵根据打印参数控制输送物料的速度。

在一些实施方式中，所述打印参数还包括打印厚度、打印速度。

在一些实施方式中，所述料槽内的物料是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷。

在一些实施方式中，所述超声打印头是尖嘴超声打印头、弧形打印头、平嘴超声打印头。

在一些实施方式中，所述多轴机械臂为五轴机械臂。