[发明专利]一种设置有辅助多功能模块的环保3D快速成型机

说明书

技术领域

本发明属于快速成型技术领域，具体涉及一种设置有辅助多功能模块的环保3D快速成型机。

背景技术

3D快速成型技术（3D RAPID PROTOTYPING或3D RAPID PROTOTYPING MANUFACTURING简称3DRP或3DRPM技术）俗称3D快速成型技术。3D快速成型技术是在计算机辅助设计与制造技术、热熔技术、激光技术、模拟控制技术、数控技术、机械加工与制造技术、化学化工、生物工程、材料、系统工程等基础上发展起来的。不同种类的快速成型系统因所成形原理、系统结构、控制方式各不相同。但其共同点之一就是将目标分层制造，通过三维扫描仪或计算机辅助设计软件制作三维模型，运用软件分层离散、切片和数控成型系统，读取文件中的横截面信息，利用激光束、热熔喷嘴、切削打磨等方式将木质、金属、陶瓷、塑料或细胞组织等特殊材料进行分层加工制造、热熔沉积、光固化或粉末烧结，将物体截面进行逐层处理、堆积、黏结，并将不同层融合起来，每一层都类似于普通2D打印机的打印过程，所以3D快速成形系统被俗称为3D快速成型机。

3D快速成型技术的优势首先在于成型全过程的快速性，适合设计人员迅速更改和论证方案、适合决策层迅速做出决策、所见即所得，也适应日新月异的产品市场；另外可以制造任意复杂形状的三维实体，不局限于异形产品和异构产品，只要有三维图纸或模型即可快速成型；同时直接用3D设计模型或图纸直接作为信息源，实现设计与制造高度一体化，制造结果与设计方案高度吻合，误差和实现手段及过程可控可调；另外成型过程无需附加配套平台、场地、专用工具，大幅节省制造过程的开支，灵活调整和快速反应能力使多轮设计、制造和论证过程的总开销大幅降低；此外3D快速成型技术具有多学科、多技术的高度集成性，从而技术发展、更新、演化和可拓展性极强极快。以上优势使3D快速成型技术主要适合于产品设计、研发、方案论证、小规模生产制造、异形异构产品制造、特殊材料加工制造等，随着3D快速成型技术的快速发展，其可适用范围会逐步扩大，甚至渗透到传统制造领域的每一个环节并更替现有的制造方式和方法。

当前3D快速成型技术已开始应用在传统制造业领域中，如在艺术创意、开模验证、模具生产、机械加工、卫生医疗、航空航天、影视器材、手办动漫、科研教学、文物保护与研究、奢侈品与珠宝首饰、工程建筑等领域可以有广泛的使用。3D快速成型不仅可以像传统技术这样直接制造出各种模型及产品，还可以实现一些传统技术无法完成的产品或制造过程，也可利用3D快速成型设备或者更广义的更高维度快速成型设备制造医学和生物制品，如假牙、关节、角膜、骨骼、假肢、细胞、表皮、肌肉、韧带和血管等活体组织，也可制造出肺脏、心脏、大脑等人体器官。

3D快速成型的原理是：使用者先输入单一或者混合材料构成的液态、气态、固态或其混合状态材料，固态材料可以为粒状、线材、粉末、样条、块状或其他形状，液态材料可以是胶体、树脂、有机或无机混合溶液。通过三维扫描或软件建模，将目标模型通过分析软件切分为一组二维平面，以其中一层平面为起始，以热熔堆砌、分层实体制造、光固化、粉末烧结、多相喷射固化、多孔喷射成型、选域黏着热压成型、层铣、直接壳法铸造、激光工程净成型等方式逐层来将切片模型实现，各个切片实现出来的实体融为一体，也可以进行整体材料切削、加压加固成型，在这个过程中可以有选择性的施加声波、光波、电磁波、超声波、温度、湿度、大气压强、机械干预、生化干预等方式，或者也可以依靠材料特性自然发生理化及生物变化，使每层切片实体都能在一定时间内发生一个或多个指定趋势的变化，从而可以使整个模型在成型过程前、过程中或过程后都能形成使用者所需要的形状及理化生物特性。

当前的3D快速成型机不具备打磨、抛光、上色、原料回收再利用能力，所要成型的打磨、抛光、上色、原料回收再利用工作只能在其他响应的专业设备或者平台上完成，这些缺陷大大降低了3D快速成型机的成型效果、整体成型与使用效率、缩小了其应用范围、增加了其整体使用的复杂度，面向非专业人士或普通民众进行普及使用由此受到了极大的技术层面、操作层面和相关配套设备的限制。

因此，开发一种可同时面向专业与非专业人士、从业人员与普通民众、可具有打磨、抛光、上色、原料回收再利用一条龙的操控能力、可像使用计算机或普通3D打印机一样容易便捷、可在打印同时辅助动作或者打印成型后进行离线辅助动作的3D快速成型设备是业界需要解决的问题。