[发明专利]一种基于液态凝胶环境的刚柔耦合部件混合增材制造方法

说明书

本发明提供了一种基于液态凝胶环境的刚柔耦合部件混合增材制造方法，包括如下步骤：布置液态凝胶打印环境；根据预设路径将光敏打印材料注入到液态凝胶打印环境中，以勾勒模型形状；对模型形状曝光后获得刚柔耦合部件。本申请通过采用液体凝胶环境来实现无支撑，同时采用光固化的方式实现快速成型的增材制造，在无支撑的打印环境下，不需要额外的喷头喷出支撑材料，进而增加喷头的利用率以及实现刚性材料和柔性材料混合打印的方式。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体而言，涉及一种基于液态凝胶环境的刚柔耦合部件混合增材制造方法。

背景技术

目前市面上的主流的3D打印技术，FDM(Fused Deposition Modeling，熔融沉积)、SLA(Stereo Lithography Apparatus，光敏树脂选择性固化)及DLP(DigitalLightProcession，数字光处理)等，均是针对单一的刚性或柔性材料打印，单次打印只能打同一种材料，无法实现两种或两种以上不同材料的混合打印，大大限制了研究人员，工程师，设计师的创作空间。目前FDM双喷头打印机可以实现双材料打印，但仅限于在一种作为模型材料，另一种作为支撑材料的使用，无法实现刚性材料和柔性材料混合打印的方式。

发明内容

基于此，为了解决无法实现刚性材料和柔性材料混合打印的问题，本发明提供了一种基于液态凝胶环境的刚柔耦合部件混合增材制造方法，其具体技术方案如下：

一种基于液态凝胶环境的刚柔耦合部件混合增材制造方法，包括如下步骤：

布置液态凝胶打印环境；

根据预设路径将光敏打印材料注入到液态凝胶打印环境中，以勾勒模型形状；

对模型形状曝光后获得刚柔耦合部件。

上述的一种基于液态凝胶环境的刚柔耦合部件混合增材制造方法，通过采用液体凝胶环境来实现无支撑，同时采用光固化的方式实现快速成型的增材制造，在无支撑的打印环境下，不需要额外的喷头喷出支撑材料，进而增加喷头的利用率以及实现刚性材料和柔性材料混合打印的方式。

进一步地，所述光敏打印材料包括至少两种光敏树脂。

进一步地，两种所述光敏树脂分别为柔性光敏树脂和刚性光敏树脂。

进一步地，根据预设路径依次注入各种光敏打印材料，待注入的光敏打印材料的起始点位于已注入的光敏材料的结束点处。

进一步地，各所述光敏树脂的层高与预设路径的层高一致。

进一步地，至少两种所述光敏树脂的照射波长均为395nm～410nm。

进一步地，至少两种所述光敏树脂的固化时间均为16s～21s。

进一步地，至少两种所述光敏树脂之间的固化时间误差不超过±0.5s。

进一步地，至少两种所述光敏树脂的密度相差不大于0.1g/㎝³。

进一步地，所述曝光使用的是紫外光照射。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明实施例之一中一种基于液态凝胶环境的刚柔耦合部件混合增材制造方法的结构示意图；

图2是本发明实施例之一中一种基于凝胶态环境的无支撑3D打印系统的整体结构示意图；

图3是本发明实施例之一中一种基于凝胶态环境的无支撑3D打印系统的部分结构立体示意图之一；