[发明专利]一种具有三明治结构双组份材料及其基于3D打印的制备方法

权利要求书

1.一种3D打印用喷头，所述喷头包括喷头上部件(1)和喷头下部件(2)，所述喷头上部件(1)与喷头下部件(2)连接，所述喷头上部件(1)为圆筒结构，所述喷头下部件(2)为圆台结构，且远离喷头上部件(1)一侧的圆台的截面积小于与喷头上部件(1)连接处的圆台的截面积；所述喷头上部件(1)远离喷头上部件(1)和喷头下部件(2)连接处的一端形成第一物料进口(4)；

所述喷头还包括第二物料进口(3)和分层格栅；

所述分层格栅设置在喷头内部；所述分层格栅包括第一连接部(5)、第二连接部(6)和第三连接部(7)，所述第一连接部(5)、第二连接部(6)和第三连接部(7)均为圆台结构，所述第二连接部(6)和所述第三连接部(7)套接，且第二连接部(6)和第三连接部(7)截面较大的一端同时与第一连接部(5)截面较大的一端连接；套接的第二连接部(6)和第三连接部(7)形成密闭的空间；

所述第二物料进口(3)穿过喷头侧壁与第二连接部(6)和第三连接部(7)形成的密闭空间连通；

所述第二连接部(6)截面较小的一端形成内层喷嘴(9)，所述第三连接部(7)截面较小的一端形成中层喷嘴(10)，所述喷头 下部件(2)截面较小的一端形成外层喷嘴(8)。

2.根据权利要求1所述的喷头，其中，所述第一物料进口(4)用于接收第一组分材料；所述第二物料进口(3)用于接收第二组分材料。

3.根据权利要求1所述的喷头，其中，所述分层格栅用于将第一组分材料和第二组分材料分隔开，同时用于将第一组分材料分成两份。

4.根据权利要求1所述的喷头，其中，所述第一连接部(5)用于将从第一物料进口(4)进入的第一组分材料分成两份。

5.根据权利要求1所述的喷头，其中，所述内层喷嘴(9)、中层喷嘴(10)和外层喷嘴(8)的截面均为圆形，且圆心位于同一条直线上，且直径依次增大。

6.根据权利要求5所述的喷头，其中，所述直径为0.4mm、0.6mm或0.7mm。

7.根据权利要求1所述的喷头，其中，所述第一连接部靠近第一物料进口(4)处的圆台的截面积为同一水平面上喷头上部件(1)的截面积的一半，即利用第一连接部(5)将第一组分材料分成质量或体积相等的两份。

8.根据权利要求1所述的喷头，其中，所述喷头上部件(1)的直径为20mm，所述喷头上部件(1)的高度为10mm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的喷头，其中，所述3D打印用喷头连接基于FDM的挤出系统，或者连接基于直写式3D打印机的挤出系统。

10.一种具有三明治结构双组份材料的3D打印方法，所述方法是基于权利要求1-9任一项所述的3D打印用喷头，所述方法包括以下步骤：

1)将第一组分材料从第一物料进口送入上述的3D打印用喷头中，利用喷头内部的分层格栅将其分割成两份，分别作为外层熔体和内层熔体；同时将第二组分材料从第二物料进口送入喷头内部；

2)内层熔体从内层喷嘴挤出后接触到第二组分材料，被第二组分材料包裹后从中层喷嘴挤出，然后接触到外层熔体后被外层熔体包裹后从外层喷嘴挤出，形成同心圆柱的三明治结构的沉积线条状材料。

11.根据权利要求10所述的3D打印方法，其中，所述方法还包括如下步骤：调整挤出物料的压力，以调节第一组分材料和第二组分材料的配比。

12.根据权利要求11所述的3D打印方法，其中，第一组分材料和第二组分材料的质量比为1:0-1，且不包含0。