一种控制剪切流诱导取向4D打印装置及其方法

一种控制剪切流诱导取向4d打印装置及其方法
技术领域
1.本发明涉及4d打印领域，特别涉及一种控制剪切流诱导取向4d打印装置及其方法。


背景技术：

2.3d打印作为一种快速成型的增材制造技术，能够迅速地制造出具有复杂结构的物体，现已被广泛应用于从生物医学到空间科学等各个领域。而4d打印是3d打印结构在形状、性能和功能方面的有针对性的演变，使用各向异性材料作为打印原材料可制备出能对外界刺激做出响应的功能性结构，这些功能性结构可作为智能元件应用于软执行器、电子装置和生物医学植入物等多个领域。
3.控制剪切流可实现对各向异性材料的诱导取向，在各向异性聚合物制造中，最常用的是直接墨水书写(diw)方法，通过从针尖挤出的形式实现对各向异性材料的诱导取向，但diw方法因其整体打印时间长、分辨率低的缺点，极大程度地限制了各向异性功能材料作为高精度和大批量制作的智能元件应用于各领域中。因此申请人提出一种控制剪切流诱导取向4d打印装置及其方法。


技术实现要素：

4.(一)技术方案
5.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种控制剪切流诱导取向4d打印装置及其方法能够实现高精度、短耗时、可批量制作的4d打印。
6.为了实现上述的技术目的，根据本发明的一个方面，提供一种控制剪切流诱导取向4d打印装置包括：
7.包括：
8.上位机
9.与上位机电性相连的电机控制模块：包括电机控制器和伺服电机，用于控制z轴打印方向的移动；
10.与电机控制模块相连接的打印模块：包括xy轴线性平移台、角度位移台、打印平台以及料槽，用于承载4d打印件；
11.与打印模块相连接的剪切控制模块：包括xy轴滑台气缸，用于控制打印过程中形成的剪切流；
12.与上位机电性相连的投影模块：包括dlp投影仪、光学透镜组件和反射镜；用于使单体间实现交联固化，实现统一取向的状态持久化；
13.与打印模块相连接的温度控制模块：包括发热组件和数字温度控制器；用于产生热量加热打印材料，使其维持质地均匀的液体态，以及达到各向异性打印材料受紫外线照射后交联固化反应所需的反应温度。
14.作为上述方案的进一步说明，进一步的，所述电机控制器与所述上位机连接，用于
接收并处理来自上位机的控制指令；
15.所述电机控制器与所述伺服电机电性相连，用于实时地向伺服电机传输控制信号并提供驱动电压；
16.所述伺服电机通过l型连接件与打印模块进行连接。
17.作为上述方案的进一步说明，进一步的，所述xy轴线性平移台通过l型连接件与所述伺服电机相连，其底部连接有角度位移台，用于调节打印平台的水平位置；
18.所述角度位移台底部与所述打印平台相连，调整打印平台的俯仰角度；
19.所述打印平台为打印成型的结构提供附着面；
20.所述料槽包括料槽架和底部的离型膜组成，料槽架与离型膜共同构成一个半封闭桶式容器，用于装载打印材料；
21.所述离型膜由紫外线高通过率的材料制成；
22.所述离型膜由允许膜两侧的氧气通过的材料制成。
23.这样设置的好处是，运用剪切流诱导取向的4d打印技术；在打印过程中，对单层层厚间隙中的液态打印材料施加横向剪切力，诱导各向异性材料单体进行有序排列，通过编程规划不同层和层内不同区域材料单体的排列方向，实现对打印产品中不同空间位置单体的取向控制，进而制备出符合功能性结构设计的零部件。采用dlp投影仪面曝光固化打印技术，能够在短时间内实现打印产品单层结构的固化成型，实现产品的快速打印，同时可进行面内多点投影曝光，同时打印多个结构，实现批量制造。对层厚间隙中整层的各向异性打印材料进行剪切流诱导取向并快速进行面曝光固化，能够有效避免局部区域取向不均匀的问题，提高了最终打印产品的打印质量，也减小了精密元件批量制作时各元件间的误差。
24.作为一种较优的实施方式，优选的，所述剪切控制模块还包括气动电磁阀、减压阀、气泵；
25.所述xy轴滑台气缸由两个滑台气缸组成，沿着xy轴方向进行组装，用于调节形成剪切流的方向；
26.所述xy轴滑台气缸通过一字型连接件与料槽进行连接，并通过气管与气动电磁阀相连；
27.所述减压阀通过气管与气泵相连，用于调节压缩空气的气压；
28.所述气泵用于提供驱动整个剪切控制装置的压缩空气；
29.所述气动电磁阀通过气管与减压阀相连接，并与上位机电性相连，用于控制剪切控制模块内部压缩空气的流动。
30.这样设置的好处是，气缸可在恶劣条件下可靠地工作，且操作简单，基本可实现免维护。气缸擅长作往复直线运动，尤其适于4d打印中最多的传送要求——料槽的直线往复运动。而且，仅仅调节气动电磁阀及减压阀就可简单地实现稳定的速度控制。
31.作为一种可能的实施方式，进一步的，所述剪切控制模块中采用xy轴电动滑台代替xy轴滑台气缸，此外所述剪切控制模块还包括控制器；
32.所述xy轴电动滑台，用于调节形成剪切流的方向；
33.所述xy轴滑台气缸通过一字型连接件与料槽进行连接，带动料槽沿xy轴方向运动，用于调节形成剪切流的方向；
34.所述控制器分别与xy轴电动滑台和上位机电性相连，用于驱动xy轴电动滑台运
动。
35.这样设置的好处是，精度高、响应速度快；控制器分别与xy轴电动滑台和上位机电性相连，实现高精密运动控制。控制精度轻松达到0.02mm，xy轴电动滑台可以在恶劣环境下使用无故障，防护等级可以达到ip66；xy轴电动滑台可彻底解除漏气的问题，具有更长的使用寿命；xy轴电动滑台具有低噪音低震动的优点，对末端电子缓冲和制动控制，减少对打印过程的影响，且容易与plc等控制系统连接，实现高精密运动控制。
36.作为上述方案的进一步说明，进一步的，所述dlp投影仪与上位机电性连接，用于接收需要被投影的图片数据，并以图片像素点为最小单位转化成紫外线光斑的形式投射出来；
37.所述光学透镜组件固定安装于dlp投影仪前方，用于对dlp投影仪投射的紫外线进行匀光和聚焦处理；
38.所述反射镜固定安装于光学透镜组件的前方和料槽的正下方，用于将透过光学透镜组件的紫外线反射至料槽底部。
39.这样设置的好处是，利用dlp投影仪面曝光固化打印技术，能够在短时间内实现打印产品单层结构的固化成型，实现产品的快速打印，同时可进行面内多点投影曝光，同时打印多个结构，实现对各向异性打印材料的固化、批量制造。
40.作为上述方案的进一步说明，进一步的，所述发热组件由上半部分的发热薄膜和下半部分的发热玻璃构成；
41.所述发热薄膜附着于打印平台的侧表面，用于产生热量并传导至料槽内的打印材料；
42.所述发热玻璃贴合在料槽的底部，用于产生热量并传导至料槽内的打印材料。
43.这样设置的好处是，加热料槽内的打印材料，使其维持质地均匀的液体态以及达到各向异性打印材料受紫外线照射后交联固化反应所需的反应温度。
44.根据本发明的另一个方面，提供一种控制剪切流诱导取向4d打印方法，包括：
45.设置打印材料及参数；
46.对每一层各向异性打印材料进行固化，打印过程中使层厚间隙中的各向异性打印材料单体被剪切流诱导取向并利用dlp投影仪面曝光固化打印技术进行固化，完成单层打印；完成单层打印后调整打印平台高度，重复该步骤直至完成每层打印；
47.打印完成后进行二次固化。
48.这种方法的好处是，运用剪切流诱导取向的4d打印技术；在打印过程中，对单层层厚间隙中的液态打印材料施加横向剪切力，诱导各向异性材料单体进行有序排列，通过编程规划不同层和层内不同区域材料单体的排列方向，实现对打印产品中不同空间位置单体的取向控制，进而制备出符合功能性结构设计的零部件。采用dlp投影仪面曝光固化打印技术，能够在短时间内实现打印产品单层结构的固化成型，实现产品的快速打印，同时可进行面内多点投影曝光，同时打印多个结构，实现批量制造。对层厚间隙中整层的各向异性打印材料进行剪切流诱导取向并快速进行面曝光固化，能够有效避免局部区域取向不均匀的问题，提高了最终打印产品的打印质量，也减小了精密元件批量制作时各元件间的误差。
49.作为上述方案的进一步说明，进一步的，所述设置打印参数包括：
50.选择所需的各向异性打印材料和辅助试剂体系；
51.三维模型建立及切片，设定三维模型结构中各个位置所对应的取向参数、运动控制参数和固化参数。
52.作为上述方案的进一步说明，进一步的，所述各向异性材料包括：形状记忆材料、液晶弹性体单体；所述辅助试剂体系包括：交联剂、光引发剂和阻聚剂。
53.(二)有益效果
54.本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
55.运用剪切流诱导取向的4d打印技术；在打印过程中，对单层层厚间隙中的液态打印材料施加横向剪切力，诱导各向异性材料单体进行有序排列，通过编程规划不同层和层内不同区域材料单体的排列方向，实现对打印产品中不同空间位置单体的取向控制，进而制备出符合功能性结构设计的零部件。采用dlp投影仪面曝光固化打印技术，能够在短时间内实现打印产品单层结构的固化成型，实现产品的快速打印，同时可进行面内多点投影曝光，同时打印多个结构，实现批量制造。对层厚间隙中整层的各向异性打印材料进行剪切流诱导取向并快速进行面曝光固化，能够有效避免局部区域取向不均匀的问题，提高了最终打印产品的打印质量，也减小了精密元件批量制作时各元件间的误差。
附图说明
56.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
57.图1为本发明控制剪切流诱导取向4d打印装置一实施例示意图；
58.图2为本发明控制剪切流诱导取向4d打印装置一实施例示意图；
59.图3为本发明控制剪切流诱导取向4d打印装置另一实施例示意图；
60.图4本发明控制剪切流诱导取向4d打印方法一实施例的示意图；
61.图5本发明控制剪切流诱导取向4d打印方法另一实施例的示意；
62.图6为本发明控制剪切流诱导取向4d打印方法另一实施例的示意；
具体实施方式
63.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
64.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
65.实施例
66.一种控制剪切流诱导取向4d打印装置，能够实现高精度、短耗时、可批量制作的4d打印。
67.请参阅图1、图2，图1至图2为本发明控制剪切流诱导取向4d打印装置一实施例示意图，
68.包括：
69.上位机3
70.与上位机3电性相连的电机控制模块：包括电机控制器1和伺服电机2，用于控制z轴打印方向的移动；
71.进一步的，电机控制器1与伺服电机2和上位机3连接，接收并处理来自上位机3的控制指令，实时地向伺服电机2传输控制信号并提供驱动电压；伺服电机2通过l型连接件19与打印模块进行连接，用于带动打印模块上半部分在z轴方向上进行精确移动，目的是为了当打印完一层结构后，通过抬升打印平台6，使刚固化完成的一层结构与离型膜8进行剥离，并产生新的层厚间隙，使打印基体材料再次填充层厚间隙，为下一层的打印做好准备。
72.与电机控制模块相连接的打印模块：包括xy轴线性平移台4、角度位移台5、打印平台6以及料槽，用于承载4d打印件；
73.进一步的，打印模块包括上半部分的xy轴线性平移台4、角度位移台5和打印平台6，以及下半部分的料槽，xy轴线性平移台4通过l型连接件19与伺服电机2相连，其底部则与角度位移台5进行连接，通过xy轴线性平移台4可调节打印平台6的水平位置，使打印平台6底部的中心能够对准曝光图案；角度位移台5底部与打印平台6相连，通过角度位移台5调整俯仰角度可以校准打印平台6底平面趋近于标准水平面，从而对准曝光焦平面，提高打印分辨率；打印平台6为打印成型的结构提供附着面，在打印过程中，用于把刚固化成型但仍浸没在打印材料中的部分拉出料槽；料槽由料槽架7和底部的离型膜8组成，料槽架7与离型膜8共同构成一个半封闭桶式容器，用于装载打印材料；离型膜8具有紫外线高通过率的特性，可确保紫外线能够顺利通过照射到料槽中的打印材料，离型膜8还允许膜两侧的氧气通过，可避免当打印材料固化后与离型膜8过分粘连。
74.与打印模块相连接的剪切控制模块：包括xy轴滑台气缸9，用于控制打印过程中形成的剪切流；
75.进一步的，剪切控制模块包括xy轴滑台气缸9、气动电磁阀10、减压阀11和气泵12，xy轴滑台气缸9由两个滑台气缸组成，沿着xy轴方向进行组装，xy轴滑台气缸9通过一字型连接件20与料槽进行连接，并用过气管与气动电磁阀10相连，当滑台气缸受到压缩空气驱动时，便可带动料槽进行同方向的横向移动，由此被移动的料槽和固定不动的打印平台6之间产生相对运动，进而在填充于两者间间隙的各向异性打印材料内部形成特定方向的剪切流，其剪切应力可对打印材料中的材料单体进行诱导取向，在统一取向的弛豫时间内对间隙中的打印材料投射紫外线，即可使单体间实现交联固化，实现统一取向的状态持久化；气动电磁阀10通过气管与减压阀11和xy轴滑台气缸9进行连接，并通过导线接收来自上位机的控制信号，作为通断开关控制剪切控制模块内部压缩空气的流动，气动电磁阀10具体由两个电磁阀开关组成，分别独立连接一个滑台气缸，通过设置两个电磁阀通断状态的不同组合，可以实现xy轴滑台气缸9带动料槽在8个不同的方向上进行快速移动；减压阀11通过气管接入从气泵12输进来的压缩空气，用于调节压缩空气的气压，由此来控制xy轴滑台气缸9的移动速度；气泵12用于提供驱动整个剪切控制装置的压缩空气。
76.这样设置的好处是，气缸可在恶劣条件下可靠地工作，且操作简单，基本可实现免维护。气缸擅长作往复直线运动，尤其适于4d打印中最多的传送要求——料槽的直线往复运动。而且，仅仅调节气动电磁阀及减压阀就可简单地实现稳定的速度控制。
77.与上位机3电性相连的投影模块：包括dlp投影仪15、光学透镜组件14和反射镜13；用于使单体间实现交联固化，实现统一取向的状态持久化；
78.进一步的，dlp投影模块包括dlp投影仪15、光学透镜组件14和反射镜13，dlp投影仪15通过hdmi数据线与上位机3连接，接收需要被投影的图片数据，并以图片像素点为最小单位转化成紫外线光斑的形式投射出来；光学透镜组件14位于dlp投影仪15的前方，对投影仪投射15的紫外线进行匀光和聚焦处理；反射镜13位于光学透镜组件14的前方和料槽的正下方，用于将透过光学透镜组件的紫外线反射至料槽底部，从而实现对各向异性打印材料的固化。
79.与打印模块相连接的温度控制模块：包括发热组件和数字温度控制器；用于产生热量加热打印材料，使其维持质地均匀的液体态，以及达到各向异性打印材料受紫外线照射后交联固化反应所需的反应温度。
80.进一步的，温度控制模块包括发热组件和数字温度控制器18，发热组件由上半部分的发热薄膜16和下半部分的发热玻璃17构成，发热薄膜16附着于打印平台6的侧表面，用于产生热量并传导至打印平台6的下表面，发热玻璃17安装在料槽的底面并与其近距离贴合，产生热量的同时，其高透明度的特性也允许紫外线顺利通过到达料槽，发热组件的作用都是加热料槽内的打印材料，使其维持质地均匀的液体态，以及达到各向异性打印材料受紫外线照射后交联固化反应所需的反应温度。
81.这样设置的好处是，运用剪切流诱导取向的4d打印技术；在打印过程中，对单层层厚间隙中的液态打印材料施加横向剪切力，诱导各向异性材料单体进行有序排列，通过编程规划不同层和层内不同区域材料单体的排列方向，实现对打印产品中不同空间位置单体的取向控制，进而制备出符合功能性结构设计的零部件。采用dlp投影仪面曝光固化打印技术，能够在短时间内实现打印产品单层结构的固化成型，实现产品的快速打印，同时可进行面内多点投影曝光，同时打印多个结构，实现批量制造。对层厚间隙中整层的各向异性打印材料进行剪切流诱导取向并快速进行面曝光固化，能够有效避免局部区域取向不均匀的问题，提高了最终打印产品的打印质量，也减小了精密元件批量制作时各元件间的误差。
82.请参阅图3，图3为本发明控制剪切流诱导取向4d打印装置另一实施例的示意图。作为另一种可选的实施方案，与上一实施例的区别在于：
83.所述剪切控制模块中采用xy轴电动滑台代替上一实施例中的xy轴滑台气缸9，此外所述剪切控制模块还包括控制器21；
84.所述xy轴电动滑台9，用于调节形成剪切流的方向；
85.所述xy轴电动滑台9通过一字型连接件20与料槽进行连接，带动料槽沿xy轴方向运动，用于调节形成剪切流的方向；
86.所述控制器21分别与xy轴电动滑台9和上位机3电性相连，用于驱动xy轴电动滑台9运动。
87.进一步的，剪切控制模块包括xy轴电动滑台9和控制器21，xy轴电动滑台9由两个伺服电动滑台组成，沿着xy轴方向进行组装，xy轴电动滑台通过连接件20与料槽进行连接，并通过数据线与控制器21相连，当电动伺服滑台接受到来自控制器的运动指令时，便会带动料槽在对应方向上进行横向移动，由此被移动的料槽和固定不动的打印平台6之间产生相对运动，进而在填充于两者间间隙的各向异性打印材料内部形成特定方向的剪切流，其
剪切应力可对打印材料中的材料单体进行诱导取向，在统一取向的弛豫时间内对间隙中的打印材料投射紫外线，即可使单体间实现交联固化，实现统一取向的状态持久化；控制器21通过数据线与上位机3和xy轴电动滑台9进行连接，接受并处理上位机3的控制信号，向xy轴电动滑台9发送控制指令并提供给驱动电压，通过对两个电动伺服滑台设置不同的运动状态，可以实现xy轴电动滑台9带动料槽在任意方向上进行快速移动。
88.这样设置的好处是，精度高、响应速度快；控制器21分别与xy轴电动滑台9和上位机3电性相连，实现高精密运动控制。控制精度轻松达到0.02mm，xy轴电动滑台9可以在恶劣环境下使用无故障，防护等级可以达到ip66；xy轴电动滑台9可彻底解除漏气的问题，具有更长的使用寿命；xy轴电动滑台9具有低噪音低震动的优点，对末端电子缓冲和制动控制，减少对打印过程的影响，且容易与plc等控制系统连接，实现高精密运动控制。
89.可以发现，在本实施例中，运用剪切流诱导取向的4d打印技术；在打印过程中，对单层层厚间隙中的液态打印材料施加横向剪切力，诱导各向异性材料单体进行有序排列，通过编程规划不同层和层内不同区域材料单体的排列方向，实现对打印产品中不同空间位置单体的取向控制，进而制备出符合功能性结构设计的零部件。采用dlp投影仪面曝光固化打印技术，能够在短时间内实现打印产品单层结构的固化成型，实现产品的快速打印，同时可进行面内多点投影曝光，同时打印多个结构，实现批量制造。对层厚间隙中整层的各向异性打印材料进行剪切流诱导取向并快速进行面曝光固化，能够有效避免局部区域取向不均匀的问题，提高了最终打印产品的打印质量，也减小了精密元件批量制作时各元件间的误差。
90.请参阅图4，图4是本发明控制剪切流诱导取向4d打印方法一实施例的示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图4所示的流程顺序为限。如图4所示，该方法包括如下步骤：
91.设置打印材料及参数；
92.对每一层各向异性打印材料进行固化，打印过程中使层厚间隙中的各向异性打印材料单体被剪切流诱导取向并利用dlp投影仪面曝光固化打印技术进行固化，完成单层打印；完成单层打印后调整打印平台高度，重复该步骤直至完成每层打印；
93.打印完成后进行二次固化。
94.这种方法的好处是，运用剪切流诱导取向的4d打印技术；在打印过程中，对单层层厚间隙中的液态打印材料施加横向剪切力，诱导各向异性材料单体进行有序排列，通过编程规划不同层和层内不同区域材料单体的排列方向，实现对打印产品中不同空间位置单体的取向控制，进而制备出符合功能性结构设计的零部件。采用dlp投影仪面曝光固化打印技术，能够在短时间内实现打印产品单层结构的固化成型，实现产品的快速打印，同时可进行面内多点投影曝光，同时打印多个结构，实现批量制造。对层厚间隙中整层的各向异性打印材料进行剪切流诱导取向并快速进行面曝光固化，能够有效避免局部区域取向不均匀的问题，提高了最终打印产品的打印质量，也减小了精密元件批量制作时各元件间的误差。
95.作为上述方案的进一步说明，进一步的，所述设置打印参数包括：
96.选择所需的各向异性打印材料和辅助试剂体系；
97.三维模型建立及切片，设定三维模型结构中各个位置所对应的取向参数、运动控制参数和固化参数。
98.作为上述方案的进一步说明，进一步的，所述各向异性材料包括：形状记忆材料、液晶弹性体单体；所述辅助试剂体系包括：交联剂、光引发剂和阻聚剂。
99.请参阅图5、图6，图5、图6是本发明控制剪切流诱导取向4d打印方法另一实施例的示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图5、图6所示的流程顺序为限。如图5、图6所示，该方法包括如下步骤：
100.s1、选择所需的各向异性打印材料和辅助试剂体系，各向异性打印材料可根据对打印产品的性能要求来进行选择，具体种类包括形状记忆材料、液晶弹性体单体等具有一定特性的功能材料单体，辅助试剂体系则根据特定各向异性打印材料进行聚合反应所需的条件进行确定，包括交联剂、光引发剂和阻聚剂等；
101.s2、设计打印产品的三维结构，根据对于打印产品的外形和内部结构要求，在计算机中使用三维建模软件，如sharp3d等，进行打印产品零件的三维建模，对于模型中脆弱的局部结构适当地添加所需支撑，以避免在打印过程中打印产品脱落从而导致打印失败，完成打印产品的三维建模后，将其导出成为stl格式的数据进行存储；然后将模型对应的stl格式文件导入到切片软件中，如chitubox等，在切片软件中设置层厚参数，对三维模型进行切片处理生成一系列切片位图，将全部切片位图导出并存放到一个独立的文件夹中；
102.s3、根据打印产品的功能性设计进行编程，将s2中得到的一系列切片位图在上位机中进行批量导入，编程设置不同打印层或同一打印层中不同打印区域的取向参数、运动控制参数和固化参数，取向参数包括取向方向和剪切速度，其值决定了各向异性打印材料单体受剪切流诱导取向后的取向效果，运动控制参数包括伺服电机运动速度和层厚间隙的高度，当完成单层打印后，合适的伺服电机运动速度可让打印平台将固化成型面从离型膜粘连面上顺利剥离，抬升完成剥离后又再次下降，根据参数形成新的层厚间隙空间；固化参数包括uv固化时间和固化温度，被诱导取向的材料单体在紫外线的照射下发生交联反应，将统一取向的状态持久化，而固化温度为交联反应提供了反应所需的温度条件；设置完成后，就实现了对整个打印产品内各个空间位置性能和整体产品功能性的“编程”设计；
103.s4、打印装置调试与初始化，调节伺服电机位置归零，调节打印模块的xy轴线性平移台，使打印平台与料槽的中心在竖直方向上对准；调节角度位移台使打印平台底部与标准水平面对齐；将s1中制备好的液态各向异性打印材料使用移液器填充至料槽内部；启动数字温度控制器，对发热组件进行预热，使料槽内的打印材料能够保持质地均匀的液体状态，方便后续的打印；
104.s5、根据s3中的编程内容对打印产品的每一层进行取向和固化，xy轴滑台气缸以特定的速度沿编程设定的方向驱动料槽运动，在层间间隙中产生特定方向的剪切流，在同一方向上对打印材料单体进行诱导取向，随即根据切片位图对特定区域的材料单体投射紫外线进行交联固化，紫外线照射一定时长后，打印材料由液态向固态转变，使打印材料单体的统一取向持久化，完成打印产品的单层打印；
105.s6、完成整个打印产品的打印，在完成s5的单层打印后，伺服电机以设定速度带动打印平台进行抬升，过程中将s5中的固化层从离型膜上进行剥离，然后xy轴滑台气缸回归初始位置，为下一次剪切做准备，伺服电机再次调整位置，重新使打印平台底面与离型膜之间空出固定层厚高度的层厚间隙，并等待打印材料重新填满层厚间隙，继续进行下一层的打印，直至完成打印产品的整体打印；
106.s7、打印产品的后续处理，从打印平台上取下经由s5、s6成型的打印产品，对打印产品上粘附的打印材料残液进行清洗去除，再将打印产品放置在uv灯下进行二次固化，增加打印产品的机械强度，最终得到完整的根据自定义编程设计具体性能的4d打印产品；
107.可以发现，在本实施例中，运用剪切流诱导取向的4d打印技术；在打印过程中，对单层层厚间隙中的液态打印材料施加横向剪切力，诱导各向异性材料单体进行有序排列，通过编程规划不同层和层内不同区域材料单体的排列方向，实现对打印产品中不同空间位置单体的取向控制，进而制备出符合功能性结构设计的零部件。采用dlp投影仪面曝光固化打印技术，能够在短时间内实现打印产品单层结构的固化成型，实现产品的快速打印，同时可进行面内多点投影曝光，同时打印多个结构，实现批量制造。对层厚间隙中整层的各向异性打印材料进行剪切流诱导取向并快速进行面曝光固化，能够有效避免局部区域取向不均匀的问题，提高了最终打印产品的打印质量，也减小了精密元件批量制作时各元件间的误差。
108.需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
109.上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。