数据输入3D打印机。
[0036]步骤2:按照用量，取各种材料的粉末，干燥后，放入相应的送粉盒中。
[0037]步骤3:对整个3D打印设备进行安全调试，调试好后，等待打印。
[0038]步骤4:根据切片信息，工作台下降第一个切片厚度，并运行到床身最左侧，铺粉装置此时的状态如图4所示，成型腔内为空，状态如图11所示。
[0039]步骤5:在机床的控制系统下，工作台向右运动，同时根据第一层切片信息，3D打印机判断送粉盒的铺粉顺序，并将信息传输给机床控制系统，当成型腔与铺粉顺序排在第一位的送粉盒位置适当时，控制系统控制该送粉盒上的步进电机带动其花键轴旋转，开始铺粉，状态如图5所示，直至整个成型腔通过该送粉盒，该送粉盒的步进电机停止旋转，结束送粉。
[0040]步骤6:在工作台运动到刮刀位置时，刮刀开始刮粉，同时回收粉装置旋转，最终使与上述送粉盒相对应的回收粉盒停留在工作台的下粉口处，状态如图6所示。刮刀刮过整个成型腔后，在成型腔内均匀的铺满一个切片厚度的粉末，状态如图12所示，此时铺粉装置的状态如图7所示。
[0041]步骤7:工作台运行到床身右侧，精确定位并停止，激光打印头或三维打印(3DP)的打印头根据切片信息精确的固化成型代表第一种材料的颜色区域，此时成型腔的状态如13所示，铺粉装置的状态如图8所示。
[0042]步骤8:工作台向左运行到吸粉装置处，吸粉装置开始吸粉，同时电磁阀打开与上述送粉箱对应的收粉箱通道，未固化的粉末被吸回收粉箱，状态如图9所示，直至整个成型腔全部通过吸粉嘴，吸粉装置停止吸粉，此时成型腔状态如图14所示，工作台一直运行到床身最左侧，铺粉装置此时状态如图10所示。
[0043]步骤9:工作台向右运动，开始接下来的材料铺粉，每种材料的铺粉、刮粉、固化成型、吸粉的整个过程均重复步骤5-8，在此过程中成型腔的状态变化如图15、图16、图17、图18、图19和图20所不，直到最后一种材料完成此过程。
[0044]步骤10:工作台下降第二个切片厚度，重复步骤5-9，从而层层叠加而成三维实体，如图21所示。
[0045]采用本发明进行3D打印成型的有益效果是:
[0046]采用本发明可以便捷的打印出梯度材料、功能材料、复合材料、彩色制件等，更大的优点是可以制备多种材料组成的零件、部件及一体化功能器件。
【主权项】
1.一种多材料铺粉及成型的3D打印方法，该方法是: 采用颜色区分材料的多材料物体的三维模型，切片处理后的数据输入3D打印机，同一层包括多种材料一一多种颜色，首先在工作台上铺好材料A，采用选择性激光烧结或三维打印喷洒胶水精确固化成型代表材料A的颜色区域，然后移除未固化的材料A，之后同样铺好材料B，再固化成型材料B，再移除未固化的材料B，以此类推，材料C、D……，直到将本层所有材料全部精确固化成型，工作台下移一个切片厚度，重复上述过程，直至叠加打印完成整个实体。2.权利要求1所述方法所用的多材料铺粉及成型的3D打印装置，其特征在于:包括床身(1)、送粉装置(2)、吸粉装置(3)、刮刀(4)、成型腔(5)、工作台(6)和回收粉装置(7); 床身(1)右侧固定有激光器装置或三维打印的打印头装置； 送粉装置(2)包括有第一粉料盒(21)、第二粉料盒(22)、第三粉料盒(23); 吸粉装置(3)包括吸粉嘴(34)、第一收粉箱(31)、第二收粉箱(32)、第三收粉箱(33); 刮刀(4)位于成型腔(5)之上，成型腔(5)设置在工作台(6)之上，成型腔(5)和工作台(6)可实现上下运动和水平的左右运动； 回收粉装置(7)包括转盘和第一回收粉盒(71)、第二回收粉盒(72)和第三回收粉盒(73)和转盘(74)，第一回收粉盒(71)、第二回收粉盒(72)和第三回收粉盒(73)均匀分布在转盘(74)上，伺服电机带动轴(75)转动，转盘(74)由轴(75)带动旋转，从而实现更换收粉盒的功能，回收粉装置(7)的作用是分类回收刮刀(4)刮平每层后多余的粉末； 所述第一粉料盒(21)、第二粉料盒(22)和第三粉料盒(23)的宽度大于成型腔(5)的宽度，以保证粉末全部覆盖整个成型腔(5)。 所述第一粉料盒(21)、第二粉料盒(22)和第三粉料盒(23)的下方均开有通长的漏粉口，各内置一个花键轴(24)，花键轴(24)转动时漏粉，停转时起到密封作用；所述的花键轴(24)均由步进电机控制；所述的第一粉料盒(21)、第二粉料盒(22)和第三粉料盒(23)均装有传感器，用以控制相应的步进电机转停，从而准确的控制漏粉范围，以免浪费材料； 所述吸粉装置(3)的吸粉嘴(34)的形状是鸭嘴形，所述的吸粉嘴(34)最下方的宽度大于成型腔(5)的宽度，以保证全面吸收整个成型腔(5)内多余的粉末；所述的吸粉嘴(34)联接真空吸粉栗(35);所述的真空吸粉栗(35)是三通的，真空吸粉栗(35)分别联接空气压缩机(36)、电磁阀(37);所述的电磁阀(37)末端联接第一收粉箱(31)、第二收粉箱(32)和第三收粉箱(33);所述的第一收粉箱(31)、第二收粉箱(32)和第三收粉箱(33)的上端是开放的，在上端管口处安装有滤网； 所述的刮刀(4)下方刀刃是楔形的，刀刃的宽度大于成型腔(5)的宽度，刮刀(4)的刃口完全与成型腔(5)的上表面接触。 所述的成型腔(5)外面套有收粉盒(51); 所述的第一回收粉盒(71)、第二回收粉盒(72)和第三回收粉盒(73)宽度大于成型腔(5)的宽度，保证刮刀刮出的粉末全部落入收粉盒。3.根据权利要求2所述的多材料铺粉及成型的3D打印装置，其特征在于:所述的床身(1)还包括传感器，用来精确控制工作台(6)运行的位置。4.根据权利要求2所述的多材料铺粉及成型的3D打印装置，其特征在于:所述的工作台(6)包括工作台支架、实现上下运动和水平左右运动的滚珠丝杠和伺服电机系统。5.根据权利要求2所述的多材料铺粉及成型的3D打印装置，其特征在于:还包括有冷却系统、安全系统、机床控制系统、激光控制系统和三维打印的打印头控制系统。
【专利摘要】本发明公开了一种多材料铺粉及成型的3D打印方法和打印装置，该方法采用颜色区分材料的多材料物体的三维模型，切片处理后的数据输入3D打印机，同一层包括多种材料即多种颜色，首先铺好材料A，采用选择性激光烧结或三维打印喷洒胶水精确固化成型代表材料A的颜色区域，然后移除未固化的材料A，之后同样铺好材料B，再固化成型材料B，再移除未固化的材料B，以此类推，材料C、D……，直到将本层所有材料全部精确固化成型，工作台下移一个切片厚度，重复上述过程，直至叠加打印完成整个实体。打印装置包括床身、送粉装置、吸粉装置、刮刀、成型腔、工作台和回收粉装置。本发明可以制备多种材料组成的零件、部件及一体化功能器件。
【IPC分类】B22F3/00, B33Y10/00, B29C67/00, B33Y30/00, B28B1/00
【公开号】CN105383059
【申请号】CN201510872480
【发明人】刘清荣, 刘庆萍, 任露泉, 宋正义, 周雪莉, 刘陶然, 赵彻, 李卓识, 于征磊, 吴越
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月2日