光固化喷射纳米墨水实现复合材料3d打印方法及打印机与流程

文档序号:11102793阅读:来源:国知局

技术特征:

1.光固化喷射纳米墨水实现复合材料3d打印方法,其特征在于:

第一步,配置墨水并计算时间与路径:配置含纳米颗粒与光敏树脂的纳米墨水,将纳米墨水加入3D打印机墨盒中;通过计算机三维模型建模,根据打印器件的三维造型将其分成若干层二维图形;根据每一层的形状规划出打印路径,计算出每层所需材料的用量;结合打印机喷墨打印头数量,计算每层的打印时间与喷墨打印头回归上升时间,设定紫外线光源开启时间,开启的定时时间大于当前层打印时间与喷墨打印头回归上升时间总和;

第二步,打印:采用微滴喷射的方式喷墨打印头喷射纳米墨水,紫外线光源定时启动,喷墨打印头打印三维模型的第一层,直到当前层打印完成,喷墨打印头上升并且回归到打印初始位置的正上方;

第三步,固化:紫外线光源开启的定时时间到达后,紫外线光源开启,紫外线光源的灯光方向沿着第一层的打印路径进行固化,同时使用红外线温度传感器实时监测固化区域的温度,监测打印区域中的纳米颗粒墨水固化成型状态,固化结束,紫外线光源关闭;

第四步,按照二、三两步的方式重复操作逐层打印与固化,直到最后一层光固化完成,成形3D器件;

第五步,成型产品取出。

2.根据权利要求1所述的光固化喷射纳米墨水实现复合材料3d打印方法,其特征在于:所述的纳米颗粒为陶瓷粉末、玻璃粉末、尼龙粉末或塑料粉末;成型3D器件的主要材料为陶瓷粉末时,最终成型前产品需要脱脂烧结。

3.根据权利要求1所述的光固化喷射纳米墨水实现复合材料3d打印方法,其特征在于:纳米颗粒直径为10~500nm,纳米颗粒含量占纳米墨水的比重为70%~90%;光敏树脂的含量占纳米墨水的比重为10%~30%。

4.根据权利要求1所述的光固化喷射纳米墨水实现复合材料3d打印方法,其特征在于:配置纳米墨水时加入适当的墨水调节剂;墨水调节剂包括表面活性剂、缓冲剂、金属螯合剂,墨水调节剂占纳米墨水的比重为0%~5%。

5.根据权利要求1或4所述的光固化喷射纳米墨水实现复合材料3d打印方法,其特征在于:所述的纳米墨水喷射的速度为0.1~1000m/s,成型腔内部温度控制在20~70℃,紫外线光源的功率范围为0.5-3w,采用移动照射打印区域的方式固化打印层。

6.根据权利要求1所述的光固化喷射纳米墨水实现复合材料3d打印方法,其特征在于:所述的喷墨打印头数量为一个或者一个以上,所述微滴喷射的方式是指喷墨打印头的喷口上设有的孔的数量为200个至2000个。

7.一种微滴喷射3d打印机,其特征在于:墨盒(1)通过墨路(2)连接副墨盒(3),副墨盒(3)内安装设有负压传感器和液位传感器,副墨盒(3)连接打印头支架(5)上的压电式微滴喷墨打印头(4),打印头支架(5)下方设有紫外线光源(6),紫外线光源(6)向下发光,紫外线光源(6)的灯头指向喷墨打印头正下方,打印机底部为基座(9),基座(9)上安装有可以升降的打印平台(8),喷墨打印头(4)数量为一个或者一个以上,喷墨打印头(4)的喷口上设有喷射孔。

8.根据权利要求7所述的一种微滴喷射3d打印机,其特征在于,压电式微滴喷墨打印头(4)上的喷口处设有的孔的数量为200个至2000个。

9.根据权利要求7所述的一种微滴喷射3d打印机,其特征在于,所述的紫外线光源的功率范围为0.5-3w。

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