利索能及
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专利号: 2020107309153
申请人: 南通理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种3D打印方法,其特征在于:包括下列步骤:S1、将打印对象的三维模型分割为N层单层结构,并采集单层结构中模型表面上各点的Z向斜度以及单层结构的截面图像信息并储存;

S2、将液态光固化材料均匀涂布在打印平台上达到单层结构的厚度,再进行冷却使其凝固成可熔化的固态光固化材料(11);

S3、通过水刀喷头(8)高速喷出液态光固化材料形成水刀,所述水刀依据所述单层打印信息对所述固态光固化材料(11)切割形成模型表面;

S4、依据所述截面图像信息透射紫外线令所述光固化材料固化为不可逆的固态结构;

S5、所述打印平台中承托所述固态结构的底托板向下移动单位高度;

S6、将液态光固化材料均匀涂布在前一层固态结构上达到单层结构的厚度,再冷却其凝固成可熔化的固态光固化材料(11);

重复步骤S3至S5,直至打印对象的成品完成;

S7、加热打印平台上剩余的可熔化的固态光固化材料(11)进行回收;

3D打印头(9)与所述水刀喷头(8)安装在同一打印组件上,所述3D打印头(9)垂直向下透射点状紫外线(10),所述Z向斜度通过球坐标表示为 对应球面极坐标的原点O为所述点状紫外线(10)投射在所述单层结构中的区域中心,所述打印组件在打印过程中以所述原点O为中心旋转 所述水刀喷头(8)相对Z向的倾斜角度为θ,r为固定值等于所述水刀喷头(8)的喷口到所述区域中心的距离,所述水刀喷头(8)仅在所述步骤S3中对打印对象的表面进行切割时打开;

所述固态光固化材料(11)为能被所述水刀切削的低硬度固体,光固化效应形成的所述固态结构的硬度大于所述水刀能切削的固体硬度。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印方法,其特征在于:所述步骤S3中,所述3D打印头(9)沿所述单层结构中模型表面的轮廓间歇移动,所述水刀喷头(8)随3D打印头(9)的移动同步喷射液态光固化材料,所述3D打印头(9)在移动停止后透射点状紫外线(10),所述3D打印头(9)每次移动的距离不大于所述点状紫外线(10)透射范围的半径,所述步骤S1中采集Z向斜度的点与所述3D打印头(9)每次停留的位置重合。

3.一种3D打印组件,包括安装在打印头平移机构活动端的打印头滑台(1)以及用于透射点状紫外线(10)的3D打印头(9),其特征在于:还包括电动转轴(2)、打印头安装柱(3)、导板(5)、角度调节臂(4)、弧度传感器和水刀喷头(8),所述水刀喷头(8)通过加压装置连接储存有液态光固化材料的储液槽,所述3D打印头(9)设有紫外线发生器,所述打印头安装柱(3)通过所述电动转轴(2)转动安装在所述打印头滑台(1)下面,所述导板(5)均设有弧形导槽(6),所述导板(5)竖直设置并与所述打印头安装柱(3)固定连接,所述水刀喷头(8)安装在所述角度调节臂(4)上并朝向所述点状紫外线(10)固化固态光固化材料(11)的位置,所述角度调节臂(4)的末端固定有与所述弧形导槽(6)滑动配合的弧面销(7),所述角度调节臂(4)根部安装在所述打印头安装柱(3)上,所述弧度传感器安装在所述弧形导槽(6)处检测所述弧面销(7)的位置。

4.根据权利要求3所述的一种3D打印组件,其特征在于:所述点状紫外线(10)在固态光固化材料(11)底部的投影中心上方h/2处为所述弧形导槽(6)的圆心,h为单层结构的厚度,切割后模型表面上下边缘间的垂直距离不大于所述点状紫外线(10)透射范围的直径。