步骤2:应用切片软件对上述模型进行切片处理，并得到每层的材料组分信息、轮廓信息、材料送给机构的选择信息、材料送给路径信息，继而进行打印路径规划。
[0058]步骤3:计算机控制系统4根据层片中的材料组分信息、轮廓信息作出材料送给机构的选择结果为:面积较大区域粉末材料ABCD的送给选择铺粉机构1，ABC材料过渡的区域铺粉选择梯度材料打印机构2，面积较小区域材料GE打印选择第三种中适合的打印头，面积较大区域液体材料F打印选择第三种适合打印液体材料的打印头。
[0059]步骤4:计算机控制系统4根据层片中的材料组分信息、轮廓信息、材料送给机构的选择信息作出粉末固化成型方法的选择结果为:材料A粉末的固化成型采用选择性激光烧结(SLS)，材料BC粉末(包括梯度区域)的固化成型采用选择性激光熔结(SLM)，材料D粉末的固化成型采用三维打印(3DP)的方法。
[0060]步骤5:在铺粉机构1中将ABCD粉末材料分别装入相应的料盒，在梯度材料打印机构2中将粉末材料ABC分别装入相应的料盒，较小区域材料GE选择的打印头中装上材料GE，液体材料打印头中装好材料F。
[0061]步骤6:对整个3D打印系统进行安全调试，调试好后，等待打印。
[0062]步骤7:计算机控制系统4根据切片信息控制工作台系统8下降第一个层厚。
[0063]步骤8:铺粉机构1将材料A均匀的铺满成型腔7，激光打印系统3采用选择性激光烧结(SLS)方法固化成型材料A区域，吸粉装置将未固化的材料A吸走，此时成型腔内的状态如图3a所示。
[0064]步骤9:铺粉机构1将材料B均匀的铺满成型腔7，激光打印系统3采用选择性激光熔结(SLM)方法固化成型材料B区域，吸粉装置将未固化的材料B吸走，此时成型腔内的状态如图3b所示。
[0065]步骤10:铺粉机构1将材料C均匀的铺满成型腔7，激光打印系统3采用选择性激光熔结(SLM)方法固化成型材料C区域，吸粉装置将未固化的材料C吸走，此时成型腔内的状态如图3c所示。
[0066]步骤11:铺粉机构1将材料D均匀的铺满成型腔7，三维打印系统6采用喷洒胶水的方法固化成型材料D区域，吸粉装置将未固化的材料D吸走，此时成型腔内的状态如图3d所示。
[0067]步骤12:计算机控制系统4操作机床控制系统多轴联动使梯度材料打印机构2、较小区域材料GE的打印头、液体材料F打印头同时铺粉或打印成型。
[0068]步骤13:激光打印系统3采用选择性激光熔结(SLM)方法固化成型材料ABC梯度区域，此时成型腔内的状态如图3e所示。
[0069]步骤15:计算机控制系统4控制工作台系统8再下行一个打印厚度，重复步骤9一步骤15，层层叠加，直至打完整个三维实体。
[0070]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。
[0071]可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种多工艺3D打印方法，其特征在于，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，直至打完整个三维实体。2.根据权利要求1所述的多工艺3D打印方法，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的多工艺3D打印方法，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的多工艺3D打印方法，其特征在于，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。5.根据权利要求3所述的多工艺3D打印方法，其特征在于，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。6.根据权利要求1-5任一项所述的多工艺3D打印方法，其特征在于，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。7.根据权利要求1所述的多工艺3D打印方法，其特征在于，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。8.根据权利要求7所述的多工艺3D打印方法，其特征在于，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。9.根据权利要求7所述的多工艺3D打印方法，其特征在于，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。10.根据权利要求7所述的多工艺3D打印方法，其特征在于，所述步骤F与步骤G同步多轴联动进行。
【专利摘要】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。
【IPC分类】B29C67/00, B33Y10/00, B22F3/105
【公开号】CN105415687
【申请号】CN201510969355
【发明人】刘清荣, 刘庆萍, 任露泉, 宋正义, 周雪莉, 李卓识, 赵彻, 刘慧力, 于征磊, 吴越
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月22日