一种多工艺3d打印方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及的是一种多工艺3D打印方法。
【背景技术】
[0002]3D打印(3D printing),即增材制造、快速成型的一种，它是以数字模型文件为基础，运用粉末、液体、液固混合物、线材、片材等形态的金属、高分子、陶瓷、生物材料等，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。它的优点是精确的实体复制、材料无限组合、设计空间无限、易于实现复杂结构，这些特点是传统制造方法无法企及的。
[0003]3D打印主要包括以下成型技术:选择性激光烧结技术(SLS)是按照界面轮廓信息对实心部分粉末进行烧结；选择性激光熔结技术(SLM)是激光束快速熔化粉末材料并获得连续的熔道，可以直接获得几乎任意形状、具有完全冶金结合、高精度的近乎致密金属零件；三维打印(3DP)技术是使用标准喷墨打印技术，通过将液态连结体铺放在粉末薄层上，来层层叠加构造实体，特点是可打印彩色实体；熔融沉积成型技术(FDM)是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面，适合于打印小面积区域；立体平版印刷技术(SLA)以光敏树脂为原料，通过激光按分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描，被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，该方法主要用于复杂、高精度的精细工件快速成型；DLP激光成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似，不过它是使用高分辨率的数字光处理器(DLP)投影仪来固化液态光聚合物，由于每层固化时通过幻灯片似的片状固化，因此速度比同类型的SLA立体平版印刷技术速度更快；UV紫外线成型技术和SLA立体平版印刷技术也比较相似，不同的是它利用UV紫外线照射液态光敏树脂，成型的过程中没有噪音产生，在同类技术中成型的精度最高。
[0004]在梯度材料3D打印技术方面，华南理工大学杨永强等人专利《一种基于铺粉加工的梯度功能材料制备装置》(公开号:CN203863022U)公布了一种基于铺粉的梯度功能材料的制备及3D打印方法，利用此装置及方法制备的梯度功能材料无明显的界面或分层，加工过程中可以在基本水平面和垂直面内实现梯度变化，具有良好的空间联系性。
[0005]大多数物体均具有多材料混合、材料种类形态繁多等特点，利用现有的单工艺、单材料3D打印工艺方法无法实现该类物体的整体打印成型。
[0006]因此，现有技术有待于进一步的改进。
【发明内容】
[0007]鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种多工艺3D打印方法，克服现有技术中的3D打印装置及方法工艺单一，能完成的打印材料单一，无法实现多材料混合成型的物体整体打印的缺陷。
[0008]本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种多工艺3D打印方法，其中，包括: A、建立待3D打印物体的三维模型；
B、对所述三维模型进行分层处理，得到每层截面的材料组分信息和轮廓信息；
C、根据区域面积及区域内待打印材料种类的不同，将每层截面划分为第一粉末材料区域、梯度材料区域和第二材料区域，并且所述第一粉末材料区域、所述梯度材料区域和所述第二材料区域分别对应选择铺粉机构、梯度材料打印机构和微滴喷射打印头机构作为打印机构；
D、在铺粉机构、梯度材料打印机构及微滴喷射打印头机构中，分别按照打印区域及打印材料种类的不同，将不同种类粉末材料或者液体材料装入相应的料盒；
E、铺粉机构按照第一粉末材料区域的轮廓信息，依次将不同种类的粉末材料均匀铺设到相应的打印区域，并固化成型；
F、梯度材料打印机构按照梯度材料区域的轮廓信息，依次将不同种类的粉末材料均匀铺设到相应的打印区域，并固化成型；
G、微滴喷射打印头机构按照第二材料区域的轮廓信息，依次将材料均匀打印到相应的打印区域；
H、控制打印工作台下降一个打印层的厚度，重复步骤E—步骤G，层层叠加，直至打完出完整三维实体。
[0009]所述的多工艺3D打印方法，其中，所述第一材料区域为:区域面积超出预定面积值的粉末材料区域的集合；所述第二材料区域为:多个不同材料种类所处区域的过渡区域的集合；所述第二材料区域为:区域面积小于或者等于预定面积值的粉末材料区域、以及非粉末区域的集合。
[0010]所述的多工艺3D打印方法，其中，所述方法步骤中采用的固化成型方法为:选择性激光烧结、选择性激光熔结与三维打印中的一种或者几种。
[0011]所述的多工艺3D打印方法，其中，所述步骤E中包括:分别采用选择性激光烧结方法、选择性激光熔结和三维打印的方法对第一材料区域的材料进行固化成型。
[0012]所述的多工艺3D打印方法，其中，所述步骤F中包括:采用选择性激光熔结方法对梯度材料区域进行固化成型。
[0013]所述的多工艺3D打印方法，其中，所述步骤D与E之间中还包括:
DF、控制打印工作台下降到第一个打印层的高度。
[0014]所述的多工艺3D打印方法，其中，所述铺粉机构包括:至少一个支撑材料盒、至少一个料盒、至少一个吸粉装置、至少一个回收粉装置以及传输机构；
所述第一粉末材料区域包括:至少一个粉末种类的粉末材料待打印区域。
[0015]所述的多工艺3D打印方法，其中，所述梯度材料打印机构包括:至少两个料盒的送粉装置、材料配比装置、材料搅拌装置、打印头装置及实现打印头装置三维空间运动的转动机构；
所述梯度材料区域包括:至少两个粉末种类的粉末材料待打印区域。
[0016]所述的多工艺3D打印方法，其中，所述微滴喷射打印头机构包括:多个打印头装置，以及为多个打印头装置传输打印材料的供給机构和实现打印头装置三维空间运动的转动机构；
所述第二材料区域包括:至少一个粉末种类的粉末材料、或者至少一个液体材料、或者至少一个固态材料、或者至少一个固液材料相组合的待打印区域。
[0017]所述的多工艺3D打印方法，其中，所述步骤F与步骤G同步多轴联动进行。
[0018]有益效果，本发明提供了一种多工艺3D打印方法，通过对所述三维模型进行分层处理，得到每层截面的材料组分信息和轮廓信息，根据不同的材料组分信息选择不同的打印机构，在铺粉机构、梯度材料打印机构及微滴喷射打印头机构中，分别按照打印区域及打印材料种类的不同，将不同种类粉末材料或者液体材料装入相应的料盒，以及依次将材料均匀打印到相应的打印区域；从而实现了多材料、多工艺的进行混合材料、不同种类结构物体的整体打印，本发明所述的3D打印方法，突破了目前3D打印单工艺、单材均质打印的局限性，易于实现复杂结构的打印，为3D物体的打印提供了便利。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的一种多工艺3D打印方法的步骤流程图。
[0020]图2是本发明的一种多工艺3D打印方法所实现装置的原理结构示意图。
[0021]图3a是本明所述打印方法打印完成a区域后成型腔内的状态示意图。
[0022]图3b是本发明所述打印方法打印完成b区域后成型腔内的状态示意图。
[0023]图3c是本发明所述打印方法打印完成c区域后成型腔内的状态示意图。
[0024]图3d是本发明所述打印方法打印完成d区域后成型腔内的状态示意图。
[0025]图3e是本发明所述打印方法打印完成梯度区域后成型腔内的状态示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027]本发明提供了一种多工艺3D打印方法，运用多种3D打印工艺的同步与分时混合作业，实现多材料构成的实体、零件及一体化器件的集成快速制造。本