一种利用3D打印技术制备减震连接结构的方法与流程

本发明涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种利用3d打印技术制备减震连接结构的方法。

背景技术：

山地越野或者速降类的极限运动，对于自行车的要求很高，尤其是车子的避震系统，在路况很差的情况下，良好的避震系统会最大限度的降低对车子本身以及个人身体的损耗。

但是，传统的避震系统的连接结构的成型方法是金属开模铸造一体成型，这类方法的成型效率相对较低，因此目前采用3d打印技术替换金属开模铸造技术，以达到快速成型的目的。3d打印技术，又称为增材制造技术，属于一种快速成型技术，通常是以一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料凳可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术，即“积层造形法”。

在申请号为cn201610615212.x的发明专利中，公开了一种基于3d打印技术的金属铸造件制备方法，包含但不限于以下步骤：(1)采用3d打印技术得到目标金属铸造件的3d打印模型；(2)对所述3d打印模型进行抛光后处理；(3)将处理后的所述3d打印模型采用铸造工艺得到型壳；(4)对所述型壳加热焙烧，使所述3d打印模型彻底燃烧汽化消失，再将融化的金属液体浇注到所述型壳内得到金属铸造件。通过上述方式，本发明节约了模具费用，缩短了零件制作周期，可以方便实现复杂铸件的铸造，得到的铸件具有较高的尺寸精度、表面光洁度和铸件一致性，特别适合于小批量复杂金属铸件的生产；但是这种方法制备的铸件较重，成本也相对较高。

在申请号为cn201710571006.8的发明专利中，公开了一种利用3d打印技术生产自行车车架的方法。包括以下步骤：a.将车架分为多个结构件，所述结构件包括头管、插接侧板、上管和下管；所述头管、插接侧板、上管和下管均设置有插接式结构；b.利用3d打印技术标准化生产每一个结构件；c.将上管和下管分别与头管插接式连接；然后再与插接侧板插接式连接。本发明操作简单，产品成品率高，生产过程自动化程度高，产品品质容易控制，标准化程度高，产品质量稳定，但是这种方法生产的结构件为碳纤维材料，成本相对较高，也无法满足多样化的外形结构。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种利用3d打印技术制备减震连接结构的方法，该方法通过3d打印件与激光切割件的多种复合工艺结合成型，自动化程度较高，这种复合成型的方式能够使制备的结构具有外型多样化、重量轻、成本低以及具有较强载荷性能的优点。

本发明的另一个目的在于提供一种利用3d打印技术制备减震连接结构的方法，该方法工艺简单，成本较低，适于推广使用。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种利用3d打印技术制备减震连接结构的方法，包括有如下步骤：

s1、将减震连接结构分为3个结构件；

s2、在计算机中建立每个结构件对应的承重板模型图，通过激光切割制备相应的承重板；

s3、建立每个结构件对应的三维实体模型，通过切片参数软件将三维实体模型转为打印机的打印参数，输入熔融沉积成型的3d打印机中；

s4、启动打印机，利用熔融沉积成型的3d打印机制备每个结构件的打印件，并与步骤s2制得的承重板结合，制得相应的结构件；

s5、将步骤s3制得的结构件进行组装得到减震连接结构。

进一步，所述步骤s2中的承重板为相应的结构件的骨架结构，与打印件结合后能够支承相应的结构件的重量。

进一步，所述承重板的材料为碳纤维材料或者金属，所述打印件的材料为热塑性材料。

更进一步，所述承重板的材料为不锈钢材，所述打印件的材料为塑料。

进一步，所述步骤s4中，所述打印件与承重板的结合方式为承重板嵌入打印件内或者承重板与打印件螺纹联接。

更进一步，当承重板嵌入打印件内时，步骤s4中需要将承重板放入打印件内进行熔融沉积成型的3d打印。

更进一步，当承重板与打印件螺纹联接时，步骤s4中需要将熔融沉积成型制得的打印件取下后再与承重板螺接联接。

更进一步，当承重板与打印件螺纹联接时，需先在承重板上与打印件结合的表面涂抹树脂胶。

进一步，所述步骤s4中，所述熔融沉积成型的3d打印机上设有喷头，所述喷头的底部设有0.4mm内径的微细喷嘴；

所述步骤s4中，微细喷嘴移动到打印机上的三维实体模型的指定位置，将熔融状态下的液体原料挤喷出来并最终凝固，并在已固化的材料上逐层堆积形成打印件。

进一步，所述结构件包括有第一连接杆、第二连接杆与第三连接杆，所述步骤s5的具体步骤为，将第一连接杆安装在第二连接杆与第三连接杆的下部，并将第一连接杆的一端与第二连接杆固定连接，且与第三连接杆铰接，将第一连接杆的另一端与第二连接杆铰接，使第三连接杆的另一端转动能够带动第一连接杆与第二连接杆转动，得到减震连接结构。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明所提供的一种利用3d打印技术制备减震连接结构的方法，该方法通过3d打印件与激光切割的承重板的多种复合工艺结合成型，自动化程度较高，这种复合成型的方式能够使制备的结构具有外型多样化、重量轻、成本低以及具有较强载荷性能的优点；而且通过该方法制备的结构是自行车后插双滑杆避震系统的连接结构，第三连接杆用于连接减震缸或者减震弹簧，自行车受力时，浮动转点转动压缩减震弹簧，起到减震的作用，该方法工艺简单，成本较低，适于推广使用。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

图2为依据本发明方法制备的减震连接结构的结构示意图。

图3为依据本发明方法制备的减震连接结构的主视图。

图4为依据本发明方法制备的减震连接结构的爆炸图。

图5为依据本发明方法制备的减震连接结构中第一连接杆的主视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明的描述中，“复数个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

参照图1所示，为本发明所提供的一种利用3d打印技术制备减震连接结构的方法，包括有如下步骤：

s1、将减震连接结构分为3个结构件；

s2、在计算机中建立每个结构件对应的承重板模型图，通过激光切割制备相应的承重板；

s3、建立每个结构件对应的三维实体模型，通过切片参数软件将三维实体模型转为打印机的打印参数，输入熔融沉积成型的3d打印机中；

s4、启动打印机，利用熔融沉积成型的3d打印机制备每个结构件的打印件，并与步骤s2制得的承重板结合，制得相应的结构件；

s5、将步骤s3制得的结构件进行组装得到减震连接结构。

需要说明的是，本发明通过熔融沉积成型的3d打印件与通过激光切割的承重板的多种复合工艺结合成型，全程自动化控制，提高了工作效率，而且这种复合成型的方式能够使制备的结构具有外型多样化、重量轻、成本低以及具有较强载荷性能的优点，工艺简单，操作方便，适于推广应用。

在本实施例中，步骤s2中的承重板为相应的结构件的骨架结构，与打印件结合后能够支承相应的结构件的重量。

优选地，承重板的材料为碳纤维材料，打印件的材料为塑料。

优选地，步骤s4中，打印件与承重板的结合方式为承重板嵌入打印件内。

步骤s4中，熔融沉积成型的3d打印机上设有喷头，喷头的底部设有0.4mm内径的微细喷嘴；

步骤s4中，微细喷嘴移动到打印机上的三维实体模型的指定位置，将熔融状态下的液体原料挤喷出来并最终凝固，并在已固化的材料上逐层堆积形成打印件。

需要说明的是，本发明采用的3d打印技术是指以丝状的热塑性材料作为原料，通过喷头将原料加热融化得到液体原料，以承重板为骨架建立三维模型数据，将微细喷嘴移动到三维模型的指定位置，将熔融状态下的液体原料挤喷出来并最终凝固，并在已固化的材料上逐层堆积形成结构件成品。

在本实施例中，结构件包括有第一连接杆、第二连接杆与第三连接杆，步骤s5的具体步骤为，将第一连接杆安装在第二连接杆与第三连接杆的下部，并将第一连接杆的一端与第二连接杆固定连接，且与第三连接杆铰接，将第一连接杆的另一端与第二连接杆铰接，使第三连接杆的另一端转动能够带动第一连接杆与第二连接杆转动，从而得到减震连接结构。

参照图2-5所示，为依据本发明的方法制备的减震连接结构，第一连接杆1设置在第二连接杆2与第三连接杆3的下侧，第一连接杆1的一端上设有方形的第一固定块11，第一连接杆1的另一端上设有圆形的第二固定块12，第二连接杆2的一端与第一固定块11可拆卸连接，第二连接杆2的另一端与第二固定块12铰接，而第三连接杆3设置在第二连接杆2的一侧，且与第二连接杆2位于一个平面上，第三连接杆3的一端与第一固定块11铰接。

第一固定块11上设有用于固定第二连接杆2的第一固定孔13以及连接第三连接杆3的第二固定孔14，第二连接杆2的一端上设有与第一固定孔13相适配的第三固定孔22，第三连接杆3的一端上设有与第二固定孔14相适配的第四固定孔32。

第一固定孔13的内径尺寸与第三固定孔22的内径尺寸一致，第二固定孔14的内径尺寸与第四固定孔32的内径尺寸一致。具体的，第一固定块主要起连接第二连接杆与第三连接杆的作用，便于通过第三连接杆的转动带动第一连接杆与第二连接杆的转动，起到减震的作用。

第二连接杆2的一端上设有与第二固定块14相适配的第三固定块23，第三固定块23的形状为圆形，且其外径尺寸与第二固定块14的外径尺寸一致。具体的，第三固定块与镜像的第二固定块连在一起，起到固定的作用。

第三连接杆3上与第一连接杆1相连的一端上设有一弧形的安装块31，第二连接杆2与第三连接杆3相接的一端上设有与安装块31的弧形形状相适配的弧形凹槽21，便于第三连接杆3的转动，避免第三连接杆在转动过程中与第二连接杆的一端发生摩擦，从而影响该结构的使用寿命。

第二连接杆2上远离第三连接杆3的一端上设有第一支撑臂24，第一连接杆1上设有与第一支撑臂24镜像对称的第二支撑臂15，第一支撑臂24设置在第二支撑臂15的上侧，第一连接杆1的中部设有第一条形孔16，第二连接杆2上设置有与第一条形孔16镜像对称的第二条形孔25，第三连接杆3上设有复数个通孔33，且每个通孔的形状均不同。每个结构件上的外型均能通过本发明中的制备方法设计，以满足不同客户的需求。

具体的，第三连接杆3的两端上均设有圆形垫片34，便于第三连接杆3的安装，以减少磨损，提高使用寿命。

本发明制备的减震连接结构中，第三连接杆的一端用于连接减震弹簧或者减震缸，在第三连接杆的一端下压减震弹簧或者减震缸时，第三连接杆带动第一连接杆的一端向上转动，使第二连接杆随同第一连接杆发生转动，起到一定的减震作用，结构简单，安装便捷，且成本较低。

实施例2

参见图1-5所示，与上述实施例的不同之处在于，承重板的材料为金属，优选为不锈钢板，打印件的材料为热塑性材料，优选为塑料。具体的塑料具有高温热熔性、低温固化的特性，便于塑造符合客户需求的外型特征，满足不同客户的外型标准。而承重板为具有较强载荷的承重材料，能够与3d打印原材料结合，形成具有一定强度的复合材料，满足外型多样化需求的同时，保证整体结构件的强度适应较强载荷。

在本实施例中，打印件与承重板的结合方式为承重板与打印件螺纹联接。此时，步骤s4中需要将熔融沉积成型制得的打印件取下后再与承重板螺接联接。具体的，承重板在作为骨架使用前，需先在承重板上与打印件结合的表面涂抹树脂胶，以提高承重板与3d打印制品的粘合度，增强该结构的载荷强度。

在本实施方式中，该方法采用的3d打印技术是fdm(熔融沉积成型)，现有的市场中这种技术只是用在产品原型测试、模具、外壳等不受力或者受力很小的结构上面，本发明在原有技术的基础上，加上了一些可以承重的材料，比如碳纤维板，使结构件成品可以直接用在受力比较大的结构上，而且本发明可以通过螺接固定、粘连固定或者直接嵌入的方式在3d打印的制品中加入承重板，使所得复合材料既能达到外型多样化、重量轻、成本低的优点，又能保证整体结构件的强度适应较强载荷。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。