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基于添加热引发剂的3D打印方法及装置

阅读：677发布：2020-05-11

专利汇可以提供基于添加热引发剂的3D打印方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请实施例公开一种基于添加热引发剂的3D打印方法及装置。所述方法包括：使打印浆料保持在设定的温度；按设定的轨迹在所述打印浆料的液面之下注入热引发剂，使所述热引发剂与一部分所述打印浆料产生反应，形成具有设定形状的固化反应物；所述打印浆料的粘稠度满足：在注入热引发剂的过程中，之前形成的所述固化反应物停留在原位且形状保持原状；所述打印浆料的密度满足：所述固化反应物可悬浮在所述打印浆料中。所述装置用于实现所述方法。本申请实施例可提高产品的尺寸精度，可打印得到更高质量的产品。，下面是基于添加热引发剂的3D打印方法及装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于添加热引发剂的3D打印方法，其特征在于，包括：
使打印浆料保持在设定的温度；
按设定的轨迹在所述打印浆料的液面之下注入热引发剂，使所述热引发剂与一部分所述打印浆料产生反应，形成具有设定形状的固化反应物；
所述打印浆料的粘稠度满足：在注入热引发剂的过程中，之前形成的所述固化反应物停留在原位且形状保持原状；
所述打印浆料的密度满足：所述固化反应物可悬浮在所述打印浆料中。
2.根据权利要求1所述3D打印方法，其特征在于：所述打印浆料的主要成分为树脂。
3.根据权利要求1所述3D打印方法，其特征在于：所述打印浆料的主要成分为树脂和陶瓷粉。
4.根据权利要求1所述3D打印方法，其特征在于还包括：改变所述温度，从而改变注入所述热引发剂的速度。
5.一种基于添加热引发剂的3D打印装置，其特征在于：用于实现根据权利要求1至4任一项所述方法。
6.根据权利要求5所述装置，其特征在于：包括浆桶、注射机构和三维运动机构；
所述浆桶用于容纳打印浆料；
所述注射机构用于在所述浆桶中的打印浆料的液面之下注入热引发剂；
所述三维运动机构用于使所述注射机构在空间中运动。
7.根据权利要求6所述装置，其特征在于：还包括温度控制单元；所述温度控制单元用于使所述浆桶中的打印浆料保持在设定的温度。
8.根据权利要求6所述装置，其特征在于：还包括机架和空间定位架；所述空间定位架用于支撑所述三维运动机构；所述机架用于支撑所述空间定位架和所述浆桶。
9.据权利要求6所述装置，其特征在于：所述三维运动机构包括X轴关节、Y轴关节和Z轴关节。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令被计算机的处理器执行时使所述处理器执行根据权利要求1至4任一项所述方法。

说明书全文

基于添加热引发剂的3D打印方法及装置

技术领域

[0001] 本申请涉及陶瓷材料的3D打印技术领域，特别涉及一种基于添加热引发剂的3D打印方法及装置。

背景技术

[0002] 近年来，3D打印技术在诸多领域得到广泛应用。常规的3D打印方式是通过光固化的方式将液态浆料进行固化，从而得到产品。具体是在液态浆料的有机质中掺入光引发剂，
促使有机分子发生聚合，接受到紫外光照的部位转换为固态。这种成型方式需要对打印浆
料也即液态浆料进行支撑，产品的尺寸精度较低。

[0003] 以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本申请的发明构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开
的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

[0004] 本申请提出一种基于添加热引发剂的3D打印方法及装置，可提高产品的尺寸精度，可打印得到更高质量的产品。

[0005] 在第一方面，本申请提供一种基于添加热引发剂的3D打印方法，包括：

[0006] 使打印浆料保持在设定的温度；

[0007] 按设定的轨迹在所述打印浆料的液面之下注入热引发剂，使所述热引发剂与一部分所述打印浆料产生反应，形成具有设定形状的固化反应物；

[0008] 所述打印浆料的粘稠度满足：在注入热引发剂的过程中，之前形成的所述固化反应物停留在原位且形状保持原状；

[0009] 所述打印浆料的密度满足：所述固化反应物可悬浮在所述打印浆料中。

[0010] 在一些优选的实施方式中，所述打印浆料的主要成分为树脂。

[0011] 在一些优选的实施方式中，所述打印浆料的主要成分为树脂和陶瓷粉。

[0012] 在一些优选的实施方式中，还包括：改变所述温度，从而改变注入所述热引发剂的速度。

[0013] 在第二方面，本申请提供一种基于添加热引发剂的3D打印装置，用于实现上述方法。

[0014] 在一些优选的实施方式中，包括浆桶、注射机构和三维运动机构；

[0015] 所述浆桶用于容纳打印浆料；

[0016] 所述注射机构用于在所述浆桶中的打印浆料的液面之下注入热引发剂；

[0017] 所述三维运动机构用于使所述注射机构在空间中运动。

[0018] 在一些优选的实施方式中，还包括温度控制单元；所述温度控制单元用于使所述浆桶中的打印浆料保持在设定的温度。

[0019] 在一些优选的实施方式中，还包括机架和空间定位架；所述空间定位架用于支撑所述三维运动机构；所述机架用于支撑所述空间定位架和所述浆桶。

[0020] 在一些优选的实施方式中，所述三维运动机构包括X轴关节、Y轴关节和Z轴关节。

[0021] 在第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令被计算机的处理器执行时使所述处理器执行上述方法。

[0022] 与现有技术相比，本申请的有益效果有：

[0023] 在液面之下，热引发剂与具有设定温度的打印材料直接固化成型。打印浆料为低粘稠浆料，低粘稠浆料的粘滞阻力小，不会因注入热引发剂产生的运动而使液体出现“轨
迹”，也不会因粘滞力造成固化好的结构变形，固化的结构可在液体的浮力和自身固态的刚
性下保持形状，无需对打印材料进行支撑，可以成型任意形状，从而可提高产品的尺寸精
度，可打印得到更高质量的产品。
附图说明

[0024] 图1为本申请一个实施例的基于添加热引发剂的3D打印方法的流程示意图；

[0025] 图2为本申请一个实施例的基于添加热引发剂的3D打印装置的结构示意图。

具体实施方式

[0026] 为了使本申请实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合图1至图2及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体
实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0027] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定
作用也可以是用于电路连通作用。

[0028] 需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0029] 本实施例提供一种基于添加热引发剂的3D打印方法及装置。本实施例的装置用于实现本实施例的方法。当然，本实施例的方法也可通过其它装置来实现。

[0030] 参考图2，本实施例的装置包括浆桶1、注射机构2、三维运动机构3和温度控制单元4。

[0031] 参考图1，本实施例的方法包括步骤S1至步骤S2。

[0032] 步骤S1、使打印浆料保持在设定的温度。

[0033] 浆桶1中容纳有打印浆料。打印浆料的主要成分为树脂和陶瓷粉，也即打印浆料为陶瓷浆料；或者，打印浆料的主要成分为树脂；当然，打印浆料还包含必要的液体。

[0034] 温度控制单元4对浆桶1进行保温或者温度控制，从而使浆桶1中的打印浆料保持在设定的温度，该温度是进行后续反应的背景温度。

[0035] 示例的，温度控制单元4为加热丝，设置在浆桶1的外表面。

[0036] 在其它实施例中，可将打印浆料放置于温度恒定的室内进行，从而实现温度的保持。

[0037] 步骤S2、按设定的轨迹在打印浆料的液面之下注入热引发剂，使热引发剂与一部分打印浆料产生反应，形成具有设定形状的固化反应物。

[0038] 三维运动机构3可沿三个轴向运动，比如沿X轴、Y轴和Z轴运动，从而使注射机构2在空间中运动。

[0039] 注射机构2的至少一部分浸没在打印浆料的液面之下。示例的，注射机构2包括浆头21和挤压机构22；挤压机构22与浆头21连接，用于把打印浆料挤压到浆头21，流出至外
部；浆头21的头部则浸没在打印浆料的液面之下，从而可以将热引发剂注入到打印浆料的
液面之下。

[0040] 在程序的控制之下，三维运动机构3使注射机构2按设定的轨迹运动。其中，设定的轨迹是由所要打印的产品来决定的，比如由所要打印的产品的形状或者结构来决定。热引
发剂从注射机构2流出，在打印浆料的液面之下与接触到的打印浆料发生化学反应，产生具
有设定形状的固化反应物。其中，设定形状也是由所要打印的产品决定的。注射机构2的至
少一部分持续在打印浆料的液面之下注入热引发剂，形成具有连续形状的固化反应物；在
热引发剂连续流出的过程中，此前流出的热引发剂已经与一部分打印浆料反应并固化，后
续流出的热引发剂在逐步固化。

[0041] 固化反应物也可称为固化结构，是由热引发剂与一部分打印浆料反应而形成的物质。也就是说，热引发剂参与到化学反应当中且反应后会成为固化反应物的一部分。

[0042] 本实施例的陶瓷材料为低粘稠浆料，打印浆料的粘度满足：在注入热引发剂的过程中，之前形成的固化反应物基本停留在原位且形状基本保持原状。打印浆料的密度满足：
固化反应物可悬浮在打印浆料中。

[0043] 在本实施例中，在液面之下，热引发剂与具有设定温度的打印材料直接固化成型。注射机构2的至少一部分是在低粘稠浆料中运动，低粘稠浆料的粘滞阻力小，不会因注射机
构2的运动而使液体出现“轨迹”，也不会因粘滞力造成固化好的结构变形，固化的结构可在液体的浮力和自身固态的刚性下保持形状，无需对打印材料进行支撑，可以成型任意形状，
从而可提高产品的尺寸精度，可打印得到更高质量的产品。

[0044] 热固化温度的阈值会影响加入热引发剂的速度。因此，可通过改变温度来改变注入热引发剂的速度。具体可以是，升高打印浆料的温度，使得注入热引发剂的速度可加快，
从而提高效率。

[0045] 参考图2，本实施例的装置还包括机架5和空间定位架6。空间定位架6用于支撑三维运动机构3。机架5用于支撑空间定位架6和浆桶1。

[0046] 三维运动机构3包括X轴关节31、Y轴关节32和Z轴关节33。X轴关节31、Y轴关节32和Z轴关节33固定在空间定位架6上，分别用于实现X轴、Y轴和Z轴方向的运动。

[0047] 本领域的技术人员可以理解实施例方法中的全部或部分流程可以由计算机程序来命令相关的硬件完成，程序可存储于计算机可读取存储介质中，程序在执行时，可包括如
各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括：ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等
各种可存储程序代码的介质。

[0048] 以上内容是结合具体/优选的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，
在不脱离本申请构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，
而这些替代或变型方式都应当视为属于本申请的保护范围。

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