[实用新型]三维打印机平台以及三维打印机

说明书

技术领域

本实用新型属于三维(3D)打印机领域，具体地说，涉及一种熔融层积式(FDM)三维打印机以及这种三维打印机上的平台。

背景技术

3D打印技术为快速成型技术的一种，其常见的打印过程为:先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。

目前市场上的快速成型技术主要分为熔融层积成型技术（FDM)、三维印刷技术（3DP）、立体平版印刷技术（SLA）、选区激光烧结（SLS）、激光成型技术（DLP）和UV紫外线成型技术等。FDM是3D打印技术中常用的一种技术工艺，原理是利用热塑性聚合物材料在熔融状态下，从喷头处挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层，再一层一层地叠加最终形成产品。目前市场上熔融挤压堆积成型技术较常用的聚合物材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）、聚乳酸（PLA）、尼龙（PA）和聚碳酸酯（PC）。

在3D打印机工作过程中，当约为220℃的熔融材料如ABS或者PLA从喷头挤压到工作台上之后，熔融材料开始转化为固态，此时工作台与熔融材料的接触面会产生一个瞬时附着力，附着力必须足够大才能够保证打印过程的顺利进行，如果附着力偏小则不能完成成型过程。而在打印物体形成之后，在打印物体温度逐渐下降的过程中，附着力会相应下降，当打印物体温度至室温，附着力必须足够小，这样才能够保证打印物体易于从工作台取下。

3D打印过程中，如果直接将熔融材料打印在工作台上，打印出来的物体的分子将与工作台的分子互相渗透，导致打印的物体和工作台强烈地粘合在一起，难以取下打印完成的物体。现有技术中，3D打印机的工作台上通常会贴有一层贴纸，然而，打印材料如聚乳酸在高温熔融后会直接渗入贴纸的内部，与贴纸粘连，当打印物体冷却至室温后，由于打印物体与贴纸粘连在一起，因此不易取下。实际工作中需要用小铲将物体与贴纸分离，这样的操作势必容易破坏物体和贴纸，而每完成一件或数件打印物品后就需要对工作台的贴纸进行更换，而实际工作中更换贴纸的工艺繁琐，成本显著提高。申请号为CN201410459324.1的中国发明专利申请公开了一种3D打印机及其工作台膜层的制备方法,膜层为黏性涂层,黏性涂层由以下质量份的组分制备获得：丙烯酸树脂共聚物为10至25质量份；气相二氧化硅为0.2至0.8质量份；硅烷偶联剂0.2至0.6质量份；稀释剂为25至65质量份。在实际使用过程中,发现这种组份得到的黏性涂层性能优良,能够克服现有技术中的打印材料附着力的问题。然而,虽然这种涂层的使用寿命得到了延长,但是如果打印次数过于频繁,或者由于操作人员的失误等因素也会造成打印平台的涂层出现损坏,涂层发生损坏之后,就需要更换新的涂层,通常,更换成本较高,增加企业的制造成本和终端用户的使用成本。

实用新型内容

为了对现有技术中的三维打印机进行改进而降低更换涂层时的成本，本实用新型的第一目的是提供一种三维打印机，本实用新型的另一目的是提供一种三维打印机平台。

本实用新型提供的三维打印机包括打印平台和打印材料,打印材料可沉积到打印平台上;打印平台依次包括加热层、玻璃层和黏性涂层；当黏性涂层的温度在150℃至300℃范围内对打印材料产生的附着力大于在100℃以下时产生的附着力。

上述方案可见,由于黏性涂层是涂覆固定在玻璃层上并且玻璃的价格成本低廉,因而显著降低了打印平台的生产成本,继而降低了整个打印机的成本,鉴于黏性涂层为易耗品,因此进一步凸显出玻璃层的成本优势。

一个优选的方案是,打印材料为粉末或者丝料，打印材料的种类包括聚乳酸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、尼龙、聚碳酸酯中的一种。

一个优选的方案是,加热层包括多个加热区域，多个加热区域之间的加热程序相互独立。

上述方案可见，多个加热区域的加热方式能够实现区域差异性加热功能，从而针对物体成型的具体需求提供相应的加热功能。

一个优选的方案是,黏性涂层以涂抹和烘烤的方式固定在玻璃层上。

一个优选的方案是,玻璃层可拆卸地设置在加热层上。

上述方案可见，玻璃层以可拆卸方式设置后，当黏性涂层发生损坏需要更换时，只需要把玻璃层取下来，更换新的玻璃层黏性涂层板即可，进一步降低生产和使用成本。

一个优选的方案是,打印平台包括弹性件，弹性件的一端连接在加热层上，弹性件的另一端抵接在玻璃层上。

上述方案可见，通过连接件的设置，玻璃层能够稳定地固定在加热层上，当需要更换新的玻璃层时，只需要手动拨开弹性件即可，操作过程简便、易于实施。