用于FDM打印的工艺结构及打印方法与流程

本发明涉及3D打印技术领域，更具体而言，涉及一种用于FDM打印的工艺结构及打印方法。

背景技术：

FDM就是熔融沉积成型(Fused deposition modeling，FDM)，FDM 3D打印机工作原理是加热头把热熔性材料(ABS树脂、尼龙、蜡等)加热到临界状态，使其呈现半流体状态，喷头将半流动状态的材料挤压出来，材料瞬时凝固形成有轮廓形状的薄层。其优点是工艺操作简单、可选材料种类比较多，缺点是打印速度比较慢，材料成本比较高，打印大型模型从材料和时间上都无法满足产业化生产需求，影响其在模具行业的发展。

中国专利CN104723559A，公开了一种FDM 3D打印方法、打印机及其支撑装置，在打印模具的过程中，逐步增高支撑物的高度以实现在打印过程中对含有空腔结构的模具部位进行支撑，该用于FDM 3D打印机的支撑装置通过工作台及其工作缸和升降机构、颗粒状支撑材料及其送料机构、感应器和控制装置的配合使用，可高效低成本的实现需要支撑结构的模型(譬如模型带有向主体外延伸的悬空部位等)的打印，并且打印结束后可方便的去除支撑物。但是，由于支撑物质是颗粒材料，并且是从上方向下逐步填充的，因此对FDM结构设计时，增加填充物的储料斗和下料装置，使得设备结构复杂，而且在模具打印完毕后，还要清理模具内腔粘附的颗粒材料。

技术实现要素：

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单并且工艺结构不会残留在打印部件上的用于FDM打印的工艺结构及打印方法。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种用于FDM打印的工艺结构，包括：至少一个基座，以及通过升降装置与基座连接的支撑板，其中，支撑板的支撑面构造为水平表面。

根据本发明的一个实施例，升降装置包括：分别与基座和支撑板连接的调节螺杆、以及设置在调节螺杆上的调节螺母。

根据本发明的一个实施例，调节螺母包括分别在基座外部与内部与调节螺杆3连接的第一调节螺母和第二调节螺母。

根据本发明的一个实施例，基座包括间隔设置的第一基座和第二基座。

根据本发明的一个实施例，支撑板的外周部的形状与围绕支撑板的待打印部件的内周部的形状相同。

根据本发明的一个实施例，支撑板厚度为5-50mm，并且支撑板的外周部与待打印部件的内周部之间具有1-20mm间隙。

根据本发明的另一个方面，还提供一种使用上述任一实施例涉及的工艺结构进行FDM打印的方法，包括：

S1：调节升降装置使支撑板位于待打印部件拱顶结构下方1-5mm处；

S2：打印待打印部件的侧壁直至支撑板的位置；以及

S3：在支撑板上打印与侧壁连接的拱顶结构。

根据本发明的一个实施例，在进行步骤S1之前，还包括：根据拱顶结构的下表面形状，制造与下表面形状相同但尺寸小于下表面形状的支撑板。

根据本发明的一个实施例，步骤S2还包括：打印侧壁使侧壁的最小厚度在10-100mm。

根据本发明的一个实施例，步骤S1还包括：通过旋转调节螺母以通过与调节螺母连接的调节螺杆的伸缩调节支撑板的位置。

本发明的有益技术效果在于：

1)本发明涉及的工艺结构及方法，具有通过升降装置与基座连接的支撑板，在进行打印时，可以将支撑板调节至需要支撑的部位，在打印厚、重、大的模型时，有效地减少模型材料的用量及打印头的行走路线，提高打印效率从而降低了打印的成本；另外本结构又能有效地减少应力释放，减少模型翘起，提高模型的打印质量；并且在打印完毕后仅需去除支撑板，不会有多余材料残留。

2)并且，本发明涉及的工艺结构及方法采用放置骨架结构方式，取消支撑骨架的打印，减少材料的用量，减少打印头的行进路线，从而提高打印效率提高，降低生产成本。

3)此外，该工艺结构采用可调高度方式脚座方式，减少板材的用量和人工制作成本，有效的提高生产效率。

4)另外，本发明涉及的工艺结构采用制作骨架的方式，形成底部类似“环状”打印侧边方式，有效的防止应力过大导致模型变形，提高打印质量。

附图说明

图1是本发明一个实施例工艺结构的示意图；

图2是本发明一个实施例打印方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种用于FDM打印的工艺结构，包括：至少一个基座6，以及通过升降装置与基座6连接的支撑板2，其中，支撑板2的支撑面构造为水平表面。

在上述实施例中，工艺结构具有通过升降装置与基座6连接的支撑板2，在进行打印时，可以将支撑板2至需要支撑的部位，在打印厚、重、大的模型时，有效地减少模型材料的用量及打印头的行走路线，提高打印效率从而降低了打印的成本；另外本结构又能有效地减少应力释放，减少模型翘起，提高模型的打印质量；并且在打印完毕后仅需去除支撑板，不会有多余材料残留。

并且，本发明涉及的工艺结构采用放置骨架结构方式，取消支撑骨架的打印，减少材料的用量，减少打印头的行进路线，从而提高打印效率提高，降低生产成本。

此外，该工艺结构采用可调高度方式脚座方式，减少板材的用量和人工制作成本，有效的提高生产效率。

另外，本发明涉及的工艺结构采用制作骨架的方式，形成底部类似“环状”打印侧边方式，有效的防止应力过大导致模型变形，提高打印质量。

再次参照图1，根据本发明的一个实施例，升降装置包括：分别与基座6和支撑板2连接的调节螺杆3、以及设置在调节螺杆3上的调节螺母。在进行打印时，通过旋转调节螺母以通过与调节螺母连接的调节螺杆3的伸缩调节支撑板2的位置。

进一步地，根据本发明的一个实施例，调节螺母包括分别在基座6外部与内部与调节螺杆3连接的第一调节螺母4和第二调节螺母5。这样，第一调节螺母4和第二调节螺母5分别在基座6的外部和内部连接调节螺杆3，以避免调节螺杆3在伸缩过程中产生倾斜，导致支撑板2的支撑面倾斜。应该可以理解，此处调节螺杆3的伸缩过程指的是调节螺杆3相对于基座6在基座6的内部和外部移动。

根据本发明的一个实施例，基座6包括间隔设置的第一基座和第二基座。这样基座6可以更平稳地支撑支撑板2。在本发明的其他实施例中，基座6也可以构造为具有其他数量。例如，在本发明的一个实施例中，进一步包括第三基座。应该可以理解，基座6的数量可以根据具体使用情况而定，本发明不局限于此。

根据本发明的一个实施例，支撑板2的外周部的形状与围绕支撑板2的待打印部件的内周部的形状相同。这样，可以保证在打印过程中，待打印部件1可以形成厚度均匀的侧壁10。

根据本发明的一个实施例，支撑板2厚度为5-50mm，并且支撑板2的的外周部与待打印部件的内周部之间具有1-20mm间隙。

如图1和图2所示，本发明的一个实施例还提供一种使用上述任一实施例涉及的工艺结构进行FDM打印的方法，包括：

S1：调节升降装置使支撑板2位于待打印部件1拱顶结构12下方1-5mm处；

S2：打印待打印部件的侧壁直至支撑板2的位置；以及

S3：在支撑板2上打印与侧壁连接的拱顶结构。

在上述实施例中，该打印方法通过使用具有通过升降装置与基座6连接的支撑板2的工艺结构，在进行打印时，可以将支撑板2至需要支撑的部位，在打印厚、重、大的模型时，有效地减少模型材料的用量及打印头的行走路线，提高打印效率从而降低了打印的成本；另外本结构又能有效地减少应力释放，减少模型翘起，提高模型的打印质量；并且在打印完毕后仅需去除支撑板2，不会有多余材料残留。

并且，本发明涉及的打印方法采用放置骨架结构方式，取消支撑骨架的打印，减少材料的用量，减少打印头的行进路线，从而提高打印效率提高，降低生产成本。

此外，该打印方法采用可调高度方式脚座方式，减少板材的用量和人工制作成本，有效的提高生产效率。

另外，本发明涉及的打印方法采用制作骨架的方式，形成底部类似“环状”打印侧边方式，有效的防止应力过大导致模型变形，提高打印质量。

根据本发明的一个实施例，在进行步骤S1之前，还包括：根据拱顶结构12的下表面形状，制造与下表面形状相同但尺寸小于下表面形状的支撑板2。也就是说，支撑板2可以完全支撑拱顶结构12的下表面，并且支撑板2可以保证待打印部件1的侧壁10具有均匀的厚度，而不会由于支撑板2的存在影响侧壁10的打印。

根据本发明的一个实施例，步骤S2还包括：打印侧壁10使侧壁10的最小厚度在10-100mm。应该可以理解，侧壁10可以具有均匀的厚度。或者，也可以在不同位置具有不同的厚度。例如，在本发明的一个实施例中，侧壁10具有下部厚度较大，上部厚度较小的结构。在上述实施例中，侧壁10形成底部类似“环状”的结构，有效的防止应力过大导致模型变形，提高打印质量。

根据本发明的一个实施例，步骤S1还包括：通过旋转调节螺母以通过与调节螺母连接的调节螺杆的伸缩调节支撑板2的位置。应该可以理解，此处调节螺杆3的伸缩过程指的是调节螺杆3相对于基座6在基座6的内部和外部移动。

根据本发明的一个实施例，升降机构由布置在FDM打印工作台上的一对基座6，贯穿于基座6的调节螺杆3，分别安装于基座上下和调节螺杆采用螺栓连接的第一调节螺母4和第二调节螺母5组成。支撑板2放置于一对调节螺杆3上，呈水平放置。

参照待打印部件1的外轮廓尺寸，将待打印部件1从底部挖空一块长方体形状的材料，保证周边最小壁厚在10～100mm之间，根据掏空轮廓尺寸制作一块5～50mm厚的支撑板2，保证支撑板2与掏空形状外轮廓的间隙在1～20mm左右。模型开始打印四周侧壁10的结构，当打印到拱顶高度需要骨架支撑的时候，通过手动调节第一调节螺母4、第二调节螺母5和调节螺杆3将支撑板2调节到离拱顶结构12的高度有1～5mm距离。

在支撑板2上开始打印模型拱顶结构12，最后完成待打印部件1的打印，打印后去掉工艺结构，完成待打印部件1的打印。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。