[发明专利]一种硅胶3D打印热固化成型设备及其使用方法

说明书

本发明公开了一种硅胶3D打印热固化成型设备及其使用方法，包括多轴移动平台、末端安装架、喷嘴、胶罐、推胶机构、打印平台、热固化装置和控制器；所述末端安装架固定安装在所述多轴移动平台的活动末端上；所述热固化装置设于所述多轴移动平台的一侧，所述热固化装置包括升降机构和红外线发生装置；所述红外线发生装置固定在所述升降机构的升降端上；通过采用热固化装置对单层打印后的硅胶模型进行热固化加热，使得硅胶模型快速加热并固化成型，为下一层硅胶打印时提供固化的基底，便于提高硅胶打印的精度，也不需要对硅胶进行改性，从而适用于多种硅胶的3D打印，并且热固化后的硅胶模型相比常温静置固化的硅胶模型的物理性能更好。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种硅胶3D打印热固化成型设备及其打印设备。

背景技术

液态硅胶是一种高粘度液态材料，液体状态下具有触变性，且材料流变的粘度与剪切力成比例关系；而以液态硅胶为代表的高粘度材料的3D打印技术尚未实现成熟商业化。

在发明专利申请(公开号为CN107053662A)中公开了一种光固化硅胶3D打印装置及其打印方法，其所述硅胶喷头上的进料口与硅胶料桶连通，所述硅胶料桶里的硅胶原液是紫外光固化成型有机硅材料，粘度范围是200cps～50000cps，属于低粘度硅胶的范围，通过先控制所述支撑材料喷头进行所述支撑结构的打印，利用紫外光源固化所述支撑结构，再控制所述硅胶喷头进行所述硅胶结构的打印，再利用所述紫外光源，固化所述硅胶结构；

该发明中的打印方法需要对现有硅胶加入光敏组分进行改性，才可以支持紫外光固化；而加入光敏组分会导致硅胶材料的安全性和物理性能显著降低，限制了其应用；对于高粘度硅胶材料加入改性材料后也难以混合均匀，从而在打印和固化阶段出现固化不均匀的现象，所以基本难以支持紫外线固化；因此，使得该发明的应用范围较小，不能应用于高粘度硅胶材料的打印。

在发明专利(公开号为CN110128833B)中公开了一种3D打印用双组分液体硅胶及其打印方法中，采用模型整体打印后再对模型进行预固化和后固化热处理的方案；

在该发明中，虽然利用高粘度硅胶触变的特性，挤出打印的材料短时间内不会坍塌，但是只能打印尺寸小的硅胶模型，并且打印精度较差，打印成功率也不高；另外打印出来的模型依靠常温下自动固化，使得模型的物理性能不高；而在打印大尺寸硅胶模型时，由于底层的硅胶在打印的短时间内不会固化，在上层硅胶打印过程中，底层硅胶会出现偏移，从而致使硅胶模型顶部发生坍塌，从而打印失败；相应的，也不能打印流动性更好的低粘度硅胶，因此，该发明的应用范围也不大。

综上所述，将硅胶材料应用于3D打印技术中，打印低粘度的硅胶材料需要先对硅胶进行改性后，才可以进行光固化打印，从而使得应用范围缩小，并且加入光敏组分也会影响硅胶的部分特性；而对高粘度的硅胶材料只能进行直接打印，但是由于高粘度硅胶的触变特性，使得打印的模型精度不高，打印成功率不高，并且只能打印小体积的模型；因此，缺乏一种无需对硅胶改性就可以打印低粘度硅胶，又可以打印高粘度硅胶的设备。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种具有应用范围广和打印精度高的硅胶3D打印热固化成型设备，以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种硅胶3D打印热固化成型设备，包括多轴移动平台、末端安装架、喷嘴、胶罐、推胶机构、打印平台、热固化装置和控制器；

所述末端安装架固定安装在所述多轴移动平台的活动末端上；所述喷嘴、胶罐和推胶机构均安装在所述末端安装架上；所述胶罐与所述喷嘴连通；所述推胶机构固定安装在所述胶罐的顶部；

所述多轴移动平台包括Y轴移动轴，所述打印平台固定安装在所述Y轴移动轴上，所述Y轴移动轴用于将打印平台在喷嘴和热固化装置之间往复运动；

所述热固化装置设于所述多轴移动平台的一侧，所述热固化装置用于对打印后的单层硅胶模型进行热固化处理，使得单层硅胶模型能够固化成型；