玻璃3D打印方法及装置与流程

本发明涉及3D技术领域，具体涉及一种玻璃3D打印方法及装置。

背景技术：

3D打印(3D printing)是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术进行生产的主要流程是：应用计算机软件，设计出立体的加工样式，然后通过特定的成型设备(俗称“3D打印机”)，用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。3D打印3依托多个学科领域的尖端技术，在航天和国防、生物医学、政府、医疗设备、高科技、教育业、制造业、汽车摩托车、家电等领域得到了一定应用，发展前景广泛。

虽然3D打印技术愈发成熟，玻璃3D打印却并未受到广泛关注，这是因为玻璃打印难度大，该材质和传统的塑料、树脂等材质不同，玻璃液体固化成型需要经过保温退火等步骤，而在该过程中如果温度控制不当等，会发生玻璃炸裂等，从而降低玻璃成型效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种玻璃3D打印方法及装置，以解决现有技术中在融化3D玻璃原料时不能实现玻璃原料的快速融化的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种玻璃3D打印方法，包括：将玻璃原料放置于坩埚炉中；通过围绕在所述坩埚炉外壁的第一高频线圈对所述玻璃原料进行加热，融化玻璃原料；根据融化后的玻璃原理形成玻璃制品。

结合本发明第一方面，本发明第一方面第一实施方式中，通过围绕在所述坩埚炉外壁的第一高频线圈对所述玻璃原料进行加热，融化玻璃原料的同时，还包括：通过搅拌棒搅拌正在融化或者已经融化的玻璃原料，排除气泡。

结合本发明第一方面，本发明第一方面第二实施方式中，通过围绕在所述坩埚炉外壁的第一高频线圈对所述玻璃原料进行加热，融化玻璃原料之后，还包括：通过助推气体使得融化后的玻璃原料从所述坩埚炉的液熔喷嘴流出至冷却平台，以使得在所述冷却平台形成玻璃制品。

结合本发明第一方面第二实施方式，本发明第一方面第三实施方式中，所述助推气体包括惰性气体。

结合本发明第一方面第二实施方式，本发明第一方面第四实施方式中，通过助推气体使得融化后的玻璃原料从所述坩埚炉的液熔喷嘴流出至冷却平台之前，还包括：通过冷凝空气和围绕在所述液熔喷嘴的第二高频线圈对融化后的玻璃原料进行降温。

本发明第二方面还提供了一种玻璃3D打印装置，包括：放置模块，用于将玻璃原料放置于坩埚炉中；加热模块，用于通过围绕在所述坩埚炉外壁的第一高频线圈对所述玻璃原料进行加热，融化玻璃原料；处理模块，用于根据融化后的玻璃原理形成玻璃制品。

结合本发明第二方面，本发明第二方面第一实施方式中，所述装置还包括：搅拌模块，用于在所述加热模块通过围绕在所述坩埚炉外壁的第一高频线圈对所述玻璃原料进行加热，融化玻璃原料的同时，通过搅拌棒搅拌正在融化或者已经融化的玻璃原料，排除气泡。

结合本发明第二方面，本发明第二方面第二实施方式中，所述装置还包括：助推模块，用于在所述加热模块通过围绕在所述坩埚炉外壁的第一高频线圈对所述玻璃原料进行加热，融化玻璃原料之后，通过助推气体使得融化后的玻璃原料从所述坩埚炉的液熔喷嘴流出至冷却平台，以使得在所述冷却平台形成玻璃制品。

结合本发明第二方面第二实施方式，本发明第二方面第三实施方式中，所述助推气体包括惰性气体。

结合本发明第二方面第二实施方式，本发明第二方面第四实施方式中，所述装置还包括：降温模块，用于在所述助推模块通过助推气体使得融化后的玻璃原料从所述坩埚炉的液熔喷嘴流出至冷却平台之前，通过冷凝空气和围绕在所述液熔喷嘴的第二高频线圈对融化后的玻璃原料进行降温。

本发明实施例技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供了一种玻璃3D打印方法及装置，将玻璃原料放置于坩埚炉中。通过围绕在坩埚炉外壁的第一高频线圈对该玻璃原料进行加热，融化玻璃原料，该第一高频线圈为加热线圈，通过加热线圈可以快速实现玻璃的融化，并且恒温存储玻璃液体，可以在需要打印的时候及时挤出玻璃液体，提高工作效率。根据融化后的玻璃原理形成玻璃制品。解决了现有技术中在融化3D玻璃原料时不能实现玻璃原料的快速融化的问题，提高了玻璃3D打印的精度，实现了更好的打印效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的玻璃3D打印方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的玻璃3D打印设备示意图；

图3是根据本发明实施例的玻璃3D打印装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本实施例中提供了一种玻璃3D打印方法，图1是根据本发明实施例的玻璃3D打印方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S101，将玻璃原料放置于坩埚炉中；

步骤S102，通过围绕在该坩埚炉外壁的第一高频线圈对玻璃原料进行加热，融化玻璃原料；该第一高频线圈为加热线圈，通过加热线圈可以快速实现玻璃的融化，并且恒温存储玻璃液体，可以在需要打印的时候及时挤出玻璃液体，提高工作效率。

步骤S103，根据融化后的玻璃原理形成玻璃制品。

传统3D打印的材质是聚乳酸(PLA)，ABS树脂等塑料材质，或者用于激光打印的粉末材质等，而玻璃3D打印中使用玻璃原料时，玻璃的熔点(约1000度)较塑料材质(约200度)高很多；而使用玻璃粉末会导致打印的物体颗粒感强，不均匀。通过上述步骤，在对坩埚炉中的玻璃原料进行加热时，通过围绕在该坩埚炉外壁的第一高频线圈对玻璃原料进行加热，融化玻璃原料；通过第一高频线圈可以快速实现玻璃的融化，并且恒温存储玻璃液体，可以在需要打印的时候及时挤出玻璃液体，提高工作效率。解决了现有技术中在融化3D玻璃原料时不能实现玻璃原料的快速融化的问题，提高了玻璃3D打印的精度，实现了更好的打印效果。

为了提高玻璃3D打印的均匀程度，在一个可选实施例中，通过围绕在坩埚炉外壁的第一高频线圈对该玻璃原料进行加热，融化玻璃原料的同时，通过搅拌棒搅拌正在融化或者已经融化的玻璃原料，排除气泡。从而进一步提高了玻璃3D打印的精度。

在将玻璃原料融化为玻璃液体之后，需要将玻璃液体流如冷却平台进一步形成玻璃制品，为了使得玻璃液体快速流入至冷却平台，在一个可选实施例中，通过围绕在坩埚炉外壁的第一高频线圈对玻璃原料进行加热，融化玻璃原料之后，通过助推气体使得融化后的玻璃原料从坩埚炉的液熔喷嘴流出至冷却平台，以使得在该冷却平台形成玻璃制品。

在一个可选实施例中，上述助推气体包括惰性气体。

因为玻璃液体固化成型需要经过保温退火等步骤，而在该过程中如果温度控制不当等，会发生玻璃炸裂等，从而降低玻璃成型效率。为了使得玻璃液体可以快速降温，在一个可选实施例中，通过助推气体使得融化后的玻璃原料从坩埚炉的液熔喷嘴流出至冷却平台之前，通过冷凝空气和围绕在液熔喷嘴的第二高频线圈对融化后的玻璃原料进行降温，从而可以进一步在冷却平台上实现快速退火，形成玻璃制品。

下面结合一个具体的可选实施例进行详细说明。

如图2所示，玻璃液体存储在坩埚炉D内，坩埚炉主要用于高温熔化玻璃，并在非打印时存储玻璃液体。冷却平台及退火炉在玻璃液体经过挤出头固化时，需要有冷却平台将玻璃液体降温从而实现固化。同时，也需要对成型的物体进行退火保温，防止玻璃的碎裂。玻璃原料放置在坩埚炉D中，通过高频线圈E可以实现快速加热，融化玻璃。为了排除玻璃杂质及其他空气，通过搅拌棒G不断搅拌，排除气泡。玻璃液体通过助推空气F，使得玻璃液体从液熔喷嘴C中流出，并在冷凝空气A和高频线圈B的作用下对玻璃液体降温，并在冷却平台H上实现退火，形成玻璃制品。

在本实施例中还提供了一种玻璃3D打印装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

如图3所示该装置包括：放置模块31，用于将玻璃原料放置于坩埚炉中；加热模块32，用于通过围绕在该坩埚炉外壁的第一高频线圈对该玻璃原料进行加热，融化玻璃原料；处理模块33，用于根据融化后的玻璃原理形成玻璃制品。

可选地，该装置还包括：搅拌模块，用于在该加热模块通过围绕在该坩埚炉外壁的第一高频线圈对该玻璃原料进行加热，融化玻璃原料的同时，通过搅拌棒搅拌正在融化或者已经融化的玻璃原料，排除气泡。

可选地，该装置还包括：助推模块，用于在该加热模块通过围绕在该坩埚炉外壁的第一高频线圈对该玻璃原料进行加热，融化玻璃原料之后，通过助推气体使得融化后的玻璃原料从该坩埚炉的液熔喷嘴流出至冷却平台，以使得在该冷却平台形成玻璃制品。

可选地，该助推气体包括惰性气体。

可选地，该装置还包括：降温模块，用于在该助推模块通过助推气体使得融化后的玻璃原料从该坩埚炉的液熔喷嘴流出至冷却平台之前，通过冷凝空气和围绕在该液熔喷嘴的第二高频线圈对融化后的玻璃原料进行降温。

上述各个模块的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。