一种基于静电纺原理的3D打印装置及打印方法与流程

文档序号:15742451发布日期:2018-10-23 22:31阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于静电纺原理的3D打印装置,其特征在于,包括微量注射泵(1);微量注射泵(1)的注射出口连接至打印喷头(2)的原料接收口之上;打印喷头(2)固定于三维空间移动框架(3)之上;还包括位于打印喷头(2)下方的接收平台(5);还包括高压电源(4);高压电源(4)的正极连接在打印喷头(2)之上;高压电源(4)的负极连接在接收平台(5)之上;所述接收平台(5)的平面分隔为多个栅格单元(10);在接收平台(5)下方安装有电压控制装置,控制每个栅格单元(10)的电压。

2.如权利要求1所述的基于静电纺原理的3D打印装置,其特征在于,包括多个打印喷头(2)和多个微量注射泵(1);每个微量注射泵(1)与每个打印喷头(2)一一对应连接;多个打印喷头(2)固定在一起;不同的微量注射泵(1)之内容纳不同的打印材料。

3.如权利要求1所述的基于静电纺原理的3D打印装置,其特征在于,所述微量注射泵(1)的注射出口与所述打印喷头(2)的原料接收口之间通过管道连接;或者,所述微量注射泵(1)和所述打印喷头(2)安装为一体,即所述微量注射泵(1)安装于所述打印喷头(2)的上方,所述微量注射泵(1)的注射出口直接连接至打印喷头(2)的原料接收口处。

4.如权利要求3所述的基于静电纺原理的3D打印装置,其特征在于,微量注射泵(1)外围安装有一圈将所述微量注射泵(1)包围的加热装置(6)。

5.如权利要求3所述的基于静电纺原理的3D打印装置,其特征在于打印喷头(2)的两侧安装有辅助固化装置,左侧安装有一个UV光照装置(7),右侧安装有一个微型冷热风控制装置(8),两个辅助固化装置与打印喷头部件安装为一体,同时移动。

6.如权利要求1所述的基于静电纺原理的3D打印装置,其特征在于,每个所述栅格单元(10)的下方都安装有一个电压控制装置,单独控制每个栅格单元(10)的电压;每个栅格单元(10)的电压变化的速度和路径与打印喷头(2)移动的速度和路径相同。

7.如权利要求1所述的基于静电纺原理的3D打印装置,其特征在于,还包括安装于接收平台(5)下方的端头控制框架(11);端头控制框架(11)之上安装有电压控制端头(12);端头控制框架(11)控制电压控制端头(12)在与所述接收平台(5)平行的平面内移动;电压控制端头(12)移动的速度和路径与打印喷头(2)移动的速度和路径相同。

8.如权利要求1~6所述的基于静电纺原理的3D打印装置,其特征在于,所述微量注射泵(1)中的材料挤出速度为0~500mL/h。

9.如权利要求1~6所述的基于静电纺原理的3D打印装置,其特征在于,所述打印喷头(2)与所述接收平台(5)之间的距离为1mm~100mm;所述高压电源(4)的电压为5~30kv。

10.一种基于静电纺原理的3D打印方法,其特征在于,包括:

步骤1、将打印原料装到微量注射泵(1)中,微量注射泵(1)将打印材料推进输送到打印喷头(2);

步骤2、启动高压电源(4),在静电场的作用下,打印材料在打印喷头(2)尖端高速喷出射流;在打印喷头(2)到接收平台(5)之间的距离内,打印材料经过拉伸、溶剂挥发或冷却固化等过程,最终在接收平台(5)上形成纳米级纤维铺层;

步骤3、打印喷头(2)在三维空间移动框架(3)的控制下根据待打印物体的分层数据,有选择性地在设定位置打印截面轮廓。

步骤4、电压控制装置控制接收平台(5)上的每个栅格单元(10)的电压;栅格单元(10)的电压变化的速度和路径与打印喷头(2)的移动速度和路径相同,实现截面轮廓纤维铺层的精确接收;

步骤5、计算机控制打印喷头(2)的移动速度和高压电源的电压,控制打印的厚度,一层截面打印完成后,接收平台(5)下降一层的高度,再次打印,如此循环,逐层累积,最终形成立体模型。

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