一种服饰双面成型法及3d打印装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种服饰双面成型法及3D打印装置，包括：长距多孔打印头，360°可翻转平台，三层夹层板片，以及双面成型法。本发明在实施时，先通过长距多孔打印头在360°可翻转平台上的第一层软质夹层板片上打印一层布面层，然后抽掉第二层硬质夹层板片，360°可翻转平台翻转180°，折起第一层软质夹层板片边沿条对应面积，贴在第三层硬质夹层板片上，并在第三层硬质夹层板片上打印一层布面层。实现3D打印制造服饰类产品。制造过程简单，制造时间快，制造成本低，款式灵活，使利用3D打印技术直接生产服饰类产品成为可能。
【专利说明】
一种服饰双面成型法及3D打印装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种3D打印制造技术的领域，更具体地说，涉及一种利用3D打印技术制造服饰类产品的实施方法及其装置。
【背景技术】
[0002]目前FDM型的3D打印机，只能使用少数几种材料，也只能打印模型级别的产品，无法实现多条线同时打印，无法方便的实现纵横交错的编织，无法实现布面料的制造，无可以正反面打印的可翻转平台，因此也无法3D打印制作服饰类产品。
【发明内容】
[0003]发明要解决的技术问题
本发明在实施时，先通过长距多孔打印头在360°可翻转平台上的第一层软质夹层板片上打印一层布面层，然后抽掉第二层硬质夹层板片，360°可翻转平台翻转180°，折起第一层软质夹层板片边沿条对应面积，贴在第三层硬质夹层板片上，并在第三层硬质夹层板片上打印一层布面层，因而实现了 3D打印制造服饰类产品。
[0004]技术方案
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案为。
[0005]本发明的一种3D打印装置，包括:长距多孔打印头、360°可翻转平台、三层夹层板片。3D打印机由X轴、Y轴、Z轴三维定位实现立体打印，在X轴上设置的Z轴升降台上安置长距多孔打印头，在3D打印机里底部配置360°可翻转平台。
[0006]所述的长距多孔打印头，还包括:热熔腔体、挤压栗、旋转电机、长距离排列多孔喷头，为3D打印编织型布面料时使用的专用打印头，挤压栗和热熔腔体合为一体，在其下端设置大孔径的母喷嘴，长距离排列多孔喷头作为子喷嘴套接在母喷嘴上，长距离排列多孔喷头上面设置一排微型孔，每个微型孔相隔较长的距离L，喷头挤出熔丝线后分批次交叉，线与线不同方向的环环相扣形成错综交错编织，多层次交叉合成一个层面的布面料。
[0007]所述的三层夹层板片，还包括:第一层软质夹层板片、第二层硬质夹层板片、第三层硬质夹层板片。其中，第二层硬质夹层板片为多段拼接而成，中间为空，方便嵌入翻转撑片，第一层软质夹层板片和第二层硬质夹层板片外圈多预留出边沿条的面积。翻转撑片夹在第二层硬质夹层板片和第三层硬质夹层板片之间。第一层软质夹层板片和第二层硬质夹层板片的具体尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸外加边沿条的尺寸，第三层硬质夹层板片具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸。
[0008]所述的360°可翻转平台，还包括:旋转电机、翻转撑片、可卸支撑架。翻转撑片为两头各连接的一个光轴的薄型硬片，光轴架在可卸支撑架上，翻转撑片与可卸支撑架可灵活拆卸分开，控制系统每次打印一面后控制旋转电机旋转180°。
[0009]一种服饰双面成型法为以下步骤。
[0010]第一步，先制作二层夹层板片。
[0011]根据打印目标的服饰穿戴类产品的具体尺寸，分解为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸和边沿条的尺寸，制作三个夹层板片:第一层软质夹层板片和第二层硬质夹层板片的具体尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸再外加边沿条的尺寸，最外圈为多预留出的边沿条。第三层硬质夹层板片具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸。第二层硬质夹层板片为多段拼接而成，中间为空，方便嵌入翻转撑片，翻转撑片夹在第二层硬质夹层板片和第三层硬质夹层板片之间，并在第一层软质夹层板片上面标注若干个校对基点。然后调整360°可翻转平台使第一层软质夹层板片正面朝上，根据控制系统软件里预先设定的基点位置，启动长距多孔打印头，对该若干个校对基点进行位置校对。
[0012]第二步，打印正面的布面层。
[0013]01)制造布面料的原始材料、添加剂、颜料送入弹性耐高温光滑面软管，该弹性耐高温光滑面软管上端固定在3D打印机架构上，下端固定在热熔腔体上，利用长距多孔打印头来回的移动，牵引软管同时抖动，使粒子颗粒自动向下滑动而实现连续补充，输送到热熔腔体直接热熔后，由挤压方式的挤压栗输出热熔材料，通过长距离排列多孔喷头挤出熔丝，3D打印机控制系统牵弓I喷头在X轴Y轴方向精确坐标的移动，因喷头上为一排的微型孔，且每个微型孔相隔较长的距离，所以打印出的为一排稀疏的平行线，平行线的间距为L，往复多次，多排平行线相拼起来即形成一个平行线组成的一个层线，且每个线的间隔相等，从而完成第一次层线打印，即形成一编线层。
[0014]02)然后通过Z轴抬升长距多孔打印头，同时长距多孔打印头正方向旋转一定的角度，比如90°，以相同的方式开始打印第二次层线，形成二编线层。第二次同时为一层稀疏的平行线，第二次层线在交叉遇到第一次层线的线时，因挤出材料的热熔特性，形成一个个融合为一体的牢固的结点，除了微凸的结点外，在中间的间隔处，第二次的层线因自身热熔特性而下垂到第一次层线相同的高度，从而使第二次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。
[0015]03)接着长距多孔打印头反方向旋转相同的角度，在第一次层线横向起点的坐标位置，沿第一次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的固定距离LI，紧挨着第一次的层线边上开始打印第三次层线，形成三编线层，该平移的固定距离即为布面料的线间隔LI，第三次的层线和第一次的层线平行，第三次的层线和第二次的层线交叉，形成和上次微凸结点在相同高度的结点，同时在中间的间隔处，第三次的层线因自身热熔特性而下垂到第一个面层相同的高度，从而使第三次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。
[0016]04)然后长距多孔打印头再正方向旋转相同的角度，在第二次层线纵向起点的坐标位置，沿第二次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的固定距离LI，紧挨着第二次的层线边上打印第四次层线，且第四次的层线和第一，第三次的层线交叉，同样结果合并在第一个层面里，形成四编线层。
[0017]05)依次类推打印每次层线时长距多孔打印头正反旋转相同的角度，每个奇数层线平行，每打印一个奇数层线，长距多孔打印头都沿该层线垂直方向继续再平移线间隔LI，且每个奇数层线打印时的横向起点在一条直线上；每个偶数层线平行，每打印一个偶数层线，长距多孔打印头都沿该层线垂直方向方向继续再平移线间隔LI，且每个偶数层线打印时的纵向起点在一条直线上。以此方式，直至纵向和横向的平行线间的间隔被打印填满，即整层排满熔丝线，从而完成了单层编织型布面料3D打印制造。
[0018]06)重复I)至5)步骤多次叠加打印单层布面料时，可选择完成3D打印制造厚交叉编织型布面料。
[0019]07)打印的第一面的布面层与第一层软质夹层板片具相同尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸再加上额外预留出最外一圈边沿条尺寸。
[0020]第三步，折起边沿条。
[0021]控制系统启动360°可翻转平台翻转180°，因第二层硬质夹层板片为多段拼接成的，方便的分段抽掉第二层硬质夹层板片，把第一层软质夹层板片额外预留出最外一圈边沿条折起，并覆盖在第三层硬质夹层板片上。边沿条的设计，同时使长距多孔打印头打印时空余的三角形死角留在边沿条里，边沿条被折起后，即消除了布面层的齿型缺口。
[0022]第四步，打印反面的布面层。
[0023]以与第二步相同的方法打印反面的布面层。利用挤出熔丝的热熔特性，使反面的布面层和边沿条熔融结合在一起，并根据实际的需求，和上述第二步一起选择性留出所需的空缝隙。
[0024]第五步，打印口袋等辅饰。
[0025]事先做好与辅饰相同图形相同面积的薄片，放置在需要辅饰的位置，以上面相同的方法，在薄片上面打印再打印一块布面层，并额外多打印一圈辅饰边沿条，边沿条与之前打印的布面层热熔在一起，最后抽掉薄片，成型了口袋等辅饰。
[0026]第六步，拆取目标产品。
[0027]脱离出可卸支撑架上的翻转撑片，剥离抽出第一层软质夹层板片和第三层硬质夹层板片，即成型了服饰类产品。
[0028]有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果。
[0029]本发明正反二面依次打印制造，实现了 3D打印制造服饰类产品，省去了传统工艺的很多流程，制造过程简单，制造时间快，制造成本低，款式灵活，使利用3D打印技术直接生产服饰类产品成为可能。
【附图说明】
[0030]图1是本发明的一种3D打印装置的剖视图。
[0031]图2是本发明的长距离排列多孔喷头的仰视图。
[0032]图3是本发明的实施步骤中的挤出熔丝的一编线层。
[0033]图4是本发明的实施步骤中的挤出熔丝的二编线层。
[0034]图5是本发明的实施步骤中的挤出熔丝的三编线层。
[0035]图6是本发明的实施步骤中的挤出熔丝的四编线层。
[0036]图7是本发明的实施完的单层交叉编织型布面料。
[0037]图8是本发明的长距多孔打印头剖视图。
[0038]图9是本发明的打印辅饰图。
[0039]图10是本发明的360°可翻转平台图。
[0040]图11是本发明的二层夹层板片图。[0041 ] 1-热熔腔体，2-挤压栗，3-长距离排列多孔喷头，4-挤压电机，5-X轴Y轴架构，6-发热管，7-温度传感器，9-边沿，10-微型孔，11-平行线熔丝，12-L距离，13-横向起点，14-L间距，15-Z轴升降台，16-弹性耐高温光滑面软管，17-Z轴电机，18-丝杆，19-固定架，20-旋转电机，21-结点，22-L1线间隔，23-交叉编织结构，31-母喷嘴，113-旋转电机，114-翻转撑片，115-可卸支撑架，116-第一层软质夹层板片，117-第二层硬质夹层板片，118-第三层硬质夹层板片，119-边沿条，120-单面实际尺寸，121-辅饰，122-薄片，123-辅饰边沿条，124-空缝隙，126-纵向起点。
【具体实施方式】
[0042]为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
[0043]本发明的一种3D打印装置，包括:长距多孔打印头40或图8、360°可翻转平台(图10)、三层夹层板片(图11)。3D打印机由X轴、Y轴、Z轴三维定位实现立体打印，在X轴上设置的Z轴升降台15上安置长距多孔打印头40或图8，在3D打印机里配置360°可翻转平台(图10)。
[0044]所述的长距多孔打印头40或图8还包括:热熔腔体1、挤压栗2、旋转电机20、长距离排列多孔喷头3。3D打印机框架上架设Z轴升降台15，Z轴升降台15上由Z轴电机17连接丝杆18，丝杆18上配置固定架19，固定架19连接长距多孔打印头40或图8。热熔腔体I上方连接弹性耐高温光滑面软管16的一头，弹性耐高温光滑面软管16另一头固定在3D打印机X轴Y轴架构5顶上的框架上，热熔腔体I边设置发热管6和温度传感器7。挤压栗2与热熔腔体I于合为一体，上部设置挤压电机4。
[0045]在挤压栗2和热熔腔体I下端设置大孔径的母喷嘴31，长距离排列多孔喷头3作为子喷嘴套接在母喷嘴31上。长距离排列多孔喷头3上面设置一排微型孔10，每个微型孔10相隔一定的L距离12，微型孔10 —直排列到接近喷头面的边沿9的位置。
[0046]所述的360°可翻转平台(图10)，还包括:旋转电机113、翻转撑片114、可卸支撑架 115。
[0047]翻转撑片114为两头各连接的一个光轴的薄型硬片，光轴架在可卸支撑架115上，翻转撑片114与可卸支撑架115可灵活的拆卸分开，控制系统每次打印一面后启动旋转电机113旋转180°。
[0048]所述的三层夹层板片(图11)，还包括:第一层软质夹层板片116或图11-D、第二层硬质夹层板片117或图11-E、第三层硬质夹层板片118或图11-G。其中，第二层硬质夹层板片117或图1l-E为多段拼接而成，中间为空，方便嵌入翻转撑片114，第一层软质夹层板片116或图1l-D和第二层硬质夹层板片117或图1l-E的外圈额外多预留出边沿条的面积。翻转撑片114夹在第二层硬质夹层板片117或图1l-E和第三层硬质夹层板片118或图1l-G之间。第一层软质夹层板片116或图1l-D和第二层硬质夹层板片117或图1l-E的具体尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸120外加边沿条119的尺寸，第三层硬质夹层板片118或图1l-G具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸120。
[0049]下面结合实施例描述本发明一种服饰双面成型法的步骤。
[0050]第一步，先制作三层夹层板片(图11)。
[0051]根据打印目标的服饰穿戴类产品的具体尺寸，分解为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸120和边沿条119的尺寸，制作三个夹层板片:第一层软质夹层板片116或图1l-D和第二层硬质夹层板片117或图1l-E的具体尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸120外加边沿条119的尺寸，第三层硬质夹层板片118或图1l-G具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸120。第二层硬质夹层板片117或图1l-E为多段拼接而成，中间为空，方便嵌入翻转撑片114，第一层软质夹层板片116或图1l-D和第二层硬质夹层板片117或图1l-E外圈多预留出边沿条的面积。翻转撑片114夹在第二层硬质夹层板片117或图1l-E和第三层硬质夹层板片118或图1l-G之间，并在第一层软质夹层板片116或图1l-D上面标注若干个校对基点。然后调整360°可翻转平台(图10)使第一层软质夹层板片116或图1l-D正面朝上，根据控制系统软件里预先设定的基点位置，启动打印头，对该若干个校对基点进行位置校对。
[0052]第二步，打印正面的布面层。
[0053]01)在3D打印时，制造布面料的原始材料、添加剂、颜料送入弹性耐高温光滑面软管16，该弹性耐高温光滑面软管16上端固定在3D打印机架构上，下端固定在热恪腔体I上，利用打印头来回的移动，牵引该软管同时抖动，使粒子颗粒自动向下滑动而实现连续补充，输送到热熔腔体I直接热熔后，由挤压栗2的挤压输出热熔材料，通过长距离排列的多孔喷头3挤出熔丝，3D打印机控制系统牵引长距多孔打印头40或图8在X轴Y轴方向精确的移动，因长距离排列的多孔喷头3上为一排的微型孔10，且每个微型孔10相隔较长的L距离12，所以打印出的为一排稀疏的平行线熔丝11，平行线同样为L间距14，往复多次，多排相拼起来即形成一个平行线组成的一编线层(图3)，且每个线的间隔相等。
[0054]02)然后通过Z轴升降台15抬升长距多孔打印头40或图8，同时长距多孔打印头40或图8由旋转电机20旋转一定的角度，比如90°，以相同的方式开始打印第二次层线，形成二编线层(图4)，第二次同时为一层稀疏的平行线熔丝11，第二次打印在交叉遇到第一次层线的平行线熔丝11时，因挤出材料的热熔特性，形成一个个融合为一体的牢固的结点21，除了微凸的结点21外，在中间的间隔处，第二次的层线因自身热熔特性而下垂到第一次层线相同的高度，从而使第二次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。
[0055]03)长距多孔打印头40或图8由旋转电机20反方向旋转相同的角度，长距离排列的多孔喷头3在第一次层线横向起点13的坐标位置，沿第一次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的LI固定距离22，紧挨着第一次的层线边上挤出的平行线熔丝11打印第三次层线，该平移的固定距离即为布面料的LI线间隔22，第三次的层线和第一次的层线平行，形成三编线层(图5)。第三次的层线和第二次的层线交叉，形成和上次微凸结点在相同高度的结点，同时在中间的间隔处，第三次的层线因自身热熔特性而下垂到第一个面层相同的高度，从而使第三次的层线和在结构上依然合并在第一个层面里。
[0056]04)接着长距多孔打印头(图8)再正方向旋转相同的角度，在第二次层线纵向起点126的坐标位置，沿第二次层线垂直方向上向内平移一个孔径以上的固定距离LI，紧挨着第二次的层线边上打印第四次层线，且第四次的层线和第一，第三次的层线交叉，形成四编线层(图6)。
[0057]05)依次类推打印每次层线时长距多孔打印头正反旋转相同的角度，每个奇数层线平行，每打印一个奇数层线，长距多孔打印头都沿该层线垂直方向继续再平移线间隔LI，且每个奇数层线打印时的横向起点13在一条直线上；每个偶数层线平行，每打印一个偶数层线，长距多孔打印头都沿该层线垂直方向方向继续再平移线间隔LI，且每个偶数层线打印时的纵向起点126在一条直线上。以此方式，直至纵向和横向的平行线间的间隔被打印填满，即整层排满熔丝线，使每根熔丝线通过结点21牢固熔接时同时形成交叉编织结构23，从而完成了单层编织型布面料(图7) 3D打印制造。
[0058]06)重复I)至5)步骤多次叠加打印单层布面料时，可选择完成3D打印制造厚交叉编织型布面料。
[0059]07)打印的第一面的布面层与第一层软质夹层板片116或图1l-D具相同尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸120，加上额外预留出最外一圈边沿条119尺寸。
[0060]第三步，折起边沿条119。
[0061]控制系统启动360°可翻转平台(图10)翻转180°，因第二层硬质夹层板片117或图1l-E为多段拼接成的，能方便的分段抽掉第二层硬质夹层板片117或图11-E，然后把第一层软质夹层板片116或图1l-D额外预留出最外一圈边沿条119折起，并覆盖在第三层硬质夹层板片118或图1l-G上。边沿条119的设计，同时使长距多孔打印头40或图8打印时空余的三角形死角留在边沿条119里，边沿条119被折起后，即消除了布面层的齿型缺
□ O
[0062]第四步，打印反面的布面层。
[0063]以与第二步相同的方法打印反面的布面层。利用挤出熔丝的热熔特性，使反面的布面层和边沿条119熔融结合在一起，并根据实际的需求，和上述第二步一起选择性留出所需的空缝隙124。
[0064]第五步，打印口袋等辅饰。
[0065]事先做好与辅饰121相同图形相同面积的薄片122，放置在需要辅饰的位置，以上面相同的方法，在薄片122上面打印再打印一块布面层，并额外多打印一圈辅饰边沿条123，边沿条123与之前打印的布面层热熔在一起，最后抽掉薄片122，成型了口袋等辅饰。
[0066]第六步，拆取目标产品。
[0067]脱离出可卸支撑架115上的翻转撑片114，剥离抽出第一层软质夹层板片116或图1l-D和第三层硬质夹层板片118或图11-G，即成型了服饰类产品。
[0068]以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构和方法并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种3D打印装置，包括:长距多孔打印头、360°可翻转平台、三层夹层板片，其特征在于:在3D打印机的Z轴升降台安置长距多孔打印头，在3D打印机底部配置360°可翻转平台，在360°可翻转平台上，夹装根据打印物品定制的三层夹层板片。2.根据权利要求1所述的一种3D打印装置，其特征在于:所述的长距多孔打印头，还包括挤压栗、热熔腔体、旋转电机、长距离排列多孔喷头，其中，挤压栗和热熔腔体合为一体，在其下端设置大孔径的母喷嘴，长距离排列多孔喷头作为子喷嘴套接在母喷嘴上。3.根据权利要求1所述的一种3D打印装置，其特征在于:所述的三层夹层板片，还包括:第一层软质夹层板片、第二层硬质夹层板片、第三层硬质夹层板片，其中，第二层硬质夹层板片为多段拼接而成，中间为空，方便嵌入翻转撑片，第一层软质夹层板片和第二层硬质夹层板片外圈多预留出边沿条的面积，翻转撑片夹在第二层硬质夹层板片和第三层硬质夹层板片之间，第一层软质夹层板片和第二层硬质夹层板片的具体尺寸，为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸外加边沿条的尺寸，第三层硬质夹层板片具体尺寸为服饰穿戴类产品折成双面后的单面实际尺寸。4.根据权利要求1所述的一种3D打印装置，其特征在于:所述的360°可翻转平台，还包括:旋转电机、翻转撑片、可卸支撑架，其中，翻转撑片为两头各连接的一个光轴的薄型硬片，光轴架在可卸支撑架上，翻转撑片与可卸支撑架可灵活拆卸分开，控制系统在每次打印结束一面后控制旋转电机旋转180°。5.一种服饰双面成型法，其实施步骤为: 第一步，先制作三层夹层板片夹在360°可翻转平台的翻转撑片上， 第二步，打印正面的布面层， 第三步，启动360°可翻转平台翻转180°，抽掉多段拼接成的第二层硬质夹层板片，并折起边沿条， 第四步，打印反面的布面层，并使反面的布面层和边沿条熔融结合在一起，并根据实际的需求，和上述第二步一起选择性留出所需的空缝隙， 第五步，打印口袋等辅饰， 第六步，拆取目标产品。
【文档编号】B29C67/00GK105984136SQ201510041442
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】周加华
【申请人】常州市东科电子科技有限公司