[实用新型]一种反应型3D打印机

说明书

技术领域

本实用新型涉及新型装备制造领域，具体地，本实用新型提供了一种反应型3D打印机。

背景技术

增材制造技术(也称“3D打印”)是基于计算机三维CAD模型，采用逐层堆积的方式直接制造三维物理实体的方法。增材制造技术可以在一台设备上快速精密地制造出任意复杂形状和结构的零部件，从而实现“自由制造”。与传统加工技术相比，增材制造可降低加工成本20％-40％以上，缩短产品研发周期约80％。近20年来，增材制造技术得到了快速发展，形成了多种成型技术和装备。这些技术面向航空航天、武器装备、汽车、模具以及生物医疗等高端制造领域，直接制造三维复杂结构，解决传统制造工艺难以甚至无法加工的制造难题。增材制造作为一项前瞻性、战略性技术，其工程应用性很强，领域跨度大，对未来制造业，尤其是高端制造的发展十分重要。其中熔融沉积快速原型制造(FDM)是一种将各种热熔性的丝状/粉体材料加热熔化挤出成型技术，它具有设备简单、工艺干净、运行成本低且不产生垃圾，可以快速构建中空零件等优点。相比于选择性激光融化设备(SLM)，桌面型FDM打印机具有价格低廉，易于推广等优点，已经应用于工艺品、模具、汽车零部件直接制造等民用工业。但现有的FDM一般只能加工热塑性材料，材料固化后硬度、韧性和弹性性能较差。随着3D打印应用领域的拓展，多材料打印成为3D打印的一种趋势。与之配套的打印机的研发也迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种反应型3D打印机，所述的反应型3D打印机材料适用面广、操作简单、易于维护和推广，能满足3D打印对于多材料打印的需求。

在本实用新型的第一方面，提供了一种反应型3D打印机，所述3D打印机包括一外壳(1)，和位于外壳中的：出料装置，所述的出料装置包括一混合器401，以及两个或多个储料针筒4；气流控制系统，所述的气流控制系统包括：输气管2和电磁阀或用于控制高压气体通断的电磁阀或电磁开关3；成型室，所述的成型室中具有一成型基板5；排气系统，所述排气系统包括：冷却装置(如冷却排气风扇)和用于将反应尾气排出的尾气排出装置如排气风扇；运动控制系统11：所述的运动控制系统用于控制各部件移动；操作面板12。

在另一优选例中，所述的两个或多个储料针筒用于存放不同的打印原料；

在另一优选例中，所述的两个或多个储料针筒分别储存一种或多种打印原料；

在另一优选例中，在打印过程中，打印原料在所述的成型基板表面固化成型。

在另一优选例中，所述的出料装置包括：两个或多个储料针筒，所述的储料针筒包括外套402、内胆403和气动接头404；与所述储料针筒下方连接具有一出料开口的混合器。

在另一优选例中，所述的储料针筒中，所述的外套为不锈钢外套，和/或所述的内胆为聚四氟乙烯内胆。

在另一优选例中，所述的储料针筒还包括分别连接于各个储料针筒的多个单独气管405，和与所述的单独气管相连的压缩气体源406。

在另一优选例中，所述的多个单独气管上分别具有一电磁阀或电磁开关，且所述的电磁阀或电磁开关用于控制所述单独气管中的高压气体通断。

在另一优选例中，所述3D打印机还包括温度控制系统，所述的温度控制系统还包括一加热器6。

在另一优选例中，所述的加热器位于所述的成型基板背面或内部。

在另一优选例中，所述的温度控制系统用于控制成型基板表面和/或成型室的温度。

在另一优选例中，所述的温度控制系统可对打印原料加热，加快其反应速度。

在另一优选例中，所述排气系统包括：冷却风扇10和用于将反应尾气排出的排气风扇7。

在另一优选例中，所述的3D打印机还包括：用于控制储料针筒在平面内移动的XY十字滑台8，和/或用于控制成型基板在垂直方向上下移动的Z轴连接器9。

本实用新型的第二方面提供了一种3D打印方法，所述打印方法包括以下步骤：

(a)在所述储料针筒中分别加入相应的打印原料；

(b)设定控制各储料针筒中所述打印原料的出料速率或出料比例；

(c)设置成型基板中加热器的温度；

(e)在所述的成型基板上进行脱机打印。

在另一优选例中，所述的打印原料选自下组：翻模硅胶胶水/硅胶固化剂(优选地，所述的硅胶与固化剂的出料速率比为100:1-5)；

环氧树脂A胶/环氧树脂B胶(优选地，所述的环氧树脂A胶和环氧树脂B胶的出料速率之比为1:0.5-2)；