增材制造的金属、高分子和陶瓷材料中的任何一种，材料粉末的粒径一般为10-100 ym之间；利用高能激光或电子束按照上述激光扫描路径扫描所述加工平台上的材料粉末，受高能激光或电子束扫描的材料粉末熔化后固结于加工平台的表面；在上述熔结了第一层图形的加工平台上继续铺设第二层材料粉末，继续高能激光或电子束扫描；重复铺设以及扫描步骤，直至完成整个目标分子结构模型的整体成型。
[0027]为了防止污染3D打印成型机，在上述成型后，将熔结于加工平台的分子结构模型与加工平台一起整体从3D打印成型机中移出，清理平台表面与内部浮粉，最后可根据不同的要求对目标分子结构模型进行喷砂、抛光、染色、喷漆、真空镀等表面处理。
[0028]同时，在本发明中，为了配合上述3D打印成型方法的完成，本发明还提供了一种3D打印成型机，具体参见图3，是本发明中3D打印成型机的结构示意图。
[0029]如图3所示，本发明的3D打印成型机，包括可在竖直方向上往复运动的加工平台4，加工平台4的往复运动可由电机或液压控制，该控制方式不作具体限定，可为现有技术中的任意一种；加工平台4的上方设置有铺粉单元，铺粉单元将材料粉末铺设在加工平台4上，铺粉单元的上方设置有可发射激光束I的激光发射器，激光发射器中发射的激光直射加工平台上的材料粉末，可按照预先扫描的激光扫描路径，将加工平台上铺设的材料粉末成型；加工平台4的上方还设置有加热单元5，加热单元5用于加热铺设在加工平台4上的材料粉末。
[0030]更具体的，上述铺粉单元包括铺粉平台3，铺粉平台3可为扇形，铺粉平台3的一侧设置有可装有材料粉末的第一集粉槽2，铺粉平台3的另一侧设置有可装有材料粉末的第二集粉槽8，铺粉单元的上方还设置有可在第一集粉槽2以及第二集粉槽8之间往复运动的刮刀7，刮刀7可将集粉槽中的材料粉末平铺在加工平台4上，另外，在第一集粉槽2以及第二集粉槽8之间设置有刮刀转轴6，刮刀7可绕刮刀转轴6在两个集粉槽之间往复运动。
[0031]为了进一步说明本3D打印成型机，下面将结合其工作过程具体说明(此处可参见图2):
[0032]在使用3D打印成型机进行打印成型目标分子结构模型时，首先启动控制加工平台移动的控制装置，将加工平台移动到相应位置，然后启动刮刀，刮刀将集粉槽中的材料粉末均匀铺满整个加工平台上，通过控制激光发射器中发射的高能激光束1直射加工平台上的材料粉末，该激光束根据切层时扫描的激光路径进行扫描，实现激光烧结；同时，如果加工平台上的温度不足，可通过加热单元进行加热，直到满足加工平台上温度。当完成第一层的打印时，加工平台下降单位层厚距离，继续使用粉末铺满整个加工平台，设备加热并激光
[0033]可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另夕卜，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
【主权项】
1.一种分子结构模型的3D打印成型方法，包括以下步骤: 构建目标分子结构模型的三维模型； 将三维模型处理形成多层二维图形； 计算每一层二维图形的激光扫描路径以及使用参数； 控制聚焦激光根据激光扫描路径对目标分子结构模型第一层相应位置在3D打印成型机上扫描； 重复控制聚焦激光根据激光扫描路径对目标分子结构模型其他层的相应位置在3D打印成型机上扫描，形成目标分子结构模型。2.根据权利要求1所述分子结构模型的3D打印成型方法，其特征在于，构建三维模型时，该三维建模的模型包括以下特征:目标分子结构模型的分子大小比例、化学键的长短以及化学分子的键角。3.根据权利要求1所述分子结构模型的3D打印成型方法，其特征在于，在将三维模型处理形成多层二维图形时，使用切层软件将三维模型均切形成成多层图形。4.根据权利要求3所述分子结构模型的3D打印成型方法，其特征在于，二维图形的层片每层层厚为0.01-1.00 μπι。5.根据权利要求1所述分子结构模型的3D打印成型方法，其特征在于，在扫描成型的步骤中，具体包括以下步骤:启动3D打印成型机设备；在该设备的加工平台上铺设一层材料粉末；利用高能激光或电子束按照激光扫描路径扫描加工平台上的材料粉末，受高能激光或电子束扫描的材料粉末熔化后固结于加工平台的表面；在上述熔结了第一层图形的加工平台上继续铺设第二层材料粉末，继续高能激光或电子束扫描；重复铺设以及扫描步骤，直至完成整个目标分子结构模型的整体成型。6.根据权利要求5所述分子结构模型的3D打印成型方法，其特征在于，材料粉末为丙烯酸-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚酯、聚苯、钛合金、铝合金、镍基合金、不锈钢、工具钢、铜、贵金属以及其他可用于增材制造的金属、高分子和陶瓷材料中的任何一种。7.—种3D打印成型机，用于上述权利要求1中所述分子结构模型的3D打印成型方法中，其特征在于，包括可在竖直方向上往复运动的加工平台(4)，加工平台(4)的上方设置有铺粉单元，铺粉单元将材料粉末铺设在加工平台(4)上，铺粉单元的上方设置有可发射激光束(I)的激光发射器，激光发射器中发射的激光直射加工平台(4)上的材料粉末，可按照预先的激光扫描路径将材料粉末成型。8.根据权利要求7所述3D打印成型机，其特征在于，铺粉单元包括铺粉平台(3)，铺粉平台(3)的一侧设置有可装有材料粉末的第一集粉槽(2)，铺粉平台(3)的另一侧设置有可装有材料粉末的第二集粉槽(8)，铺粉单元的上方还设置有可在第一集粉槽(2)以及第二集粉槽(8)之间往复运动的刮刀(7)，刮刀(7)可将集粉槽中的材料粉末平铺在加工平台(4)上。9.根据权利要求8所述3D打印成型机，其特征在于，第一集粉槽(2)以及第二集粉槽(8)之间设置有刮刀转轴(6)，刮刀(7)可绕刮刀转轴(6)在两个集粉槽之间往复运动。10.根据权利要求7所述3D打印成型机，其特征在于，加工平台(4)的上方还设置有加热单元(5)，加热单元(5)用于加热铺设在加工平台(4)上的材料粉末。
【专利摘要】本发明提供了一种分子结构模型的3D打印成型方法以及一种3D打印成型机，其中方法包括以下步骤：构建目标分子结构模型的三维模型；将三维模型处理形成多层二维图形；计算每一层二维图形的激光扫描路径以及使用参数；控制聚焦激光根据激光扫描路径对目标分子结构模型每一层相应位置在3D打印成型机上扫描，形成目标分子结构模型；3D打印成型机包括加工平台，加工平台的上方设置有铺粉单元，铺粉单元将材料粉末铺设在加工平台上，铺粉单元的上方设置有可发射激光束的激光发射器。本发明克服了采用传统球棍法拼接分子模型的结构稳定性不好的缺陷，同时弥补了传统机加工工艺的不足，提高了分子结构模型的制作效率、降低了制作成本。
【IPC分类】B22F3/115, B29C67/00, B22F3/105, B28B1/24
【公开号】CN104972123
【申请号】CN201510267282
【发明人】王博文, 张国良
【申请人】上海悦瑞电子科技有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月22日