[发明专利]三维打印用的热转印带、三维打印机及其打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维打印技术领域，特别涉及一种三维打印用的热转印带、采用这种热转印带的三维打印机及其打印方法。

背景技术

三维打印又称3D打印，是快速成型技术的一种。它是以数字模型文件为基础，运用粉末状或液体状的金属、塑料等可粘合材料，经过逐层打印的方式来构造物体的技术。该物体构造过程不再需要传统的刀具、夹具和机床等加工制造设备就可以打造出任意形状的立体物品。

传统的三维打印过程首先是通过计算机辅助设计（CAD）或计算机动画建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，再根据分析截面信息得到加工路径，从而指导打印机逐层打印。作为三维打印技术的代表，FDM(Fused Deposition Modeling, 熔融沉积成型)是一种通过熔融材料叠加堆积而形成三维实体模型的工艺，一般采用逐层固化成型方法，使打印后的树脂一层一层地变成固体，从而产生固体成像产品。其中常见的成型材料包括ABS、PLA等，基本上是通过从三维打印机的打印头上端输入线状的成型材料，然后经打印头内高温熔融再从打印头出口挤出约0.1~0.2mm左右的丝状材料，然后把这种丝状材料按照程序，规律地布置在打印托板上，从而实现三维成型。

利用上述三维打印工艺来制造三维实体时，在具体的成型过程中，三维实体的一些悬空或者镂空部位需要相应的辅助材料来充填其中以提供支撑作用。通常选用的辅助支撑材料都是既适合喷射操作又可以固化的材料如蜡等。这就导致制作三维实体物之前还需要准备不同的辅助支撑材料，同时制作三维实体物的过程被复杂化，且三维实体物成型后同辅助支撑材料之间的分离过程亦变得繁复异常，这些因素还会导致三维实体物的成型精度偏低，增大三维实体物的后续加工操作。

传统的热升华转印技术是通过丝网印刷将热升华转印油墨印刷到纸或塑料膜等上，将印好图文的纸或塑料膜等与织物重叠一起加热、加压或减压，纸或塑料膜等上的染料就升华成气相状态转移到织物上。除织物外，还可以转印到陶瓷、金属等制品上。随着高科技突飞猛进的发展，热升华转印技术也得到进一步扩展和提高，比如采用电脑进行图像处理与设计，然后通过喷墨打印机将图像打印在纸或膜上，省去制版过程，效率高。然而，在现有技术中，热升华转印技术只应用在平面或曲面印刷上，而尚未将其与三维打印结合应用。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种打印速度快、成型精度高的三维打印用的热转印带。

本发明的另一个目的在于提供一种结构简单、操作便捷、打印速度快、成型精度高的三维打印机。

本发明的再一个目的在于提供一种操作便捷、打印速度快、成型精度高的三维打印方法。

为实现上述第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：设计一种三维打印用的热转印带，包括具有第一侧和第二侧的带基，在所述带基的第一侧设有可热转印至承印台上并至少部分固化的成型材料层。

由上述方案可见，将本发明的热转印带运用到三维打印上，使得三维打印机的结构简单、操作便捷，相对于传统的三维打印技术而言，极大地提高了成型速度，且打印精度较高。

进一步的技术方案为，在所述带基的第一侧还设有可热转印的着色剂层，所述成型材料层和所述着色剂层在所述带基的长度方向上呈交替分布。由于在转印带上增加了着色剂层，使得该热转印带可适用于彩色三维打印。

进一步的技术方案为，所述成型材料层和着色剂与所述带基之间设有脱离层，使得成型材料层和着色剂层可以更容易地从带基上脱离。

进一步的技术方案为，在所述带基的第二侧设有背涂层，该背涂层可起到耐热润滑和保护的作用。

根据本发明，所述热转印带可以为热升华转印带或热固转印带。

为实现上述第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：设计一种三维打印机，包括间距可调节的承印台和打印头，所述打印头与所述承印台之间设有由走带机构驱动而连续通过的热转印带，所述打印头为作用于所述热转印带的热转印打印头；所述热转印带包括带基，在所述带基朝向所述承印台的第一侧设有可热转印至所述承印台上并至少部分固化的成型材料层。 

由上述方案可见，本发明将热转印技术运用到三维打印上，使得三维打印机的结构简单、操作便捷，相对于传统的三维打印技术而言，极大地提高了成型速度，且打印精度较高。

进一步的技术方案为，在所述带基的第一侧还设有可热转印的着色剂层，所述成型材料层和所述着色剂层在所述带基的长度方向上呈交替分布。由于在转印带上增加了着色剂层，使得该三维打印机可适用于彩色三维打印。