[发明专利]一种可变尺寸的大幅面3D打印方法和打印结构

说明书

本发明提出了一种可变尺寸的大幅面3D打印方法和打印结构，打印方法包括：首先铺设打印粉料，然后在铺设粉料的表面打印预设的图形以及封闭边界，从而使打印完毕的图案和封闭边界形成一体结构且具有一定机械强度；然后在上一次铺设打印粉料的上方，重复铺设并进行打印，直至工件打印完成，在铺设打印的过程中，相邻两层打印粉料的封闭边界每一处均连续，脱除封闭边界组合形成的边框壳体，清除工件表面的打印粉料之后，完成3D打印；所述打印结构包括底板、铺设在地板上的打印粉料以及由打印粉料固化形成的边框壳体和打印工件，打印工件位于边框壳体内侧。本发明可以克服常规3D打印无法制造大型工件以及大型打印工作缸漏砂的问题。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种可变尺寸的大幅面3D打印方法和打印结构。

背景技术

目前的增材制造技术主要包括三种方式，第一种是通过高能激光或者高能粒子束对打印粉料进行照射，从而使照射位置的粉料融合，通过层层融合后最终得到三维的产品，第二种则是直接将打印材料喷射在基材上，喷射出的基材在一定条件下快速固化，通过层层喷射，从而形成三维打印产品，第三种方法则是向层层打印粉料的表面喷涂粘接材料，从而使粉料按照打印图案进行粘接，通过层层粘接最终形成三维打印产品。

以上方法中，有两种方法均需要在铺设的粉料表面进行打印，这样一来，粉料的均匀铺设则成为三维打印的必要前提，为了让粉料能够累积均匀铺设，必须提供一个固定容器，容器底板用于支撑粉料，同时通过移动容器底板改变粉料的高度，容器的边框用于对粉料进行限位，从而保持粉料顶部具有打印的平面，然而容器体积会随着打印工件体积的增大而增大，过大的容器必然会导致密封难度提高，从而容易出现漏砂、活塞卡顿以及驱动困难等问题。这些问题均让大型三维打印的难度大幅度提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种可变尺寸的大幅面3D打印方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种可变尺寸的大幅面3D打印方法，包括如下步骤：

步骤S1、铺设打印粉料；

步骤S2、固化打印粉料得到图案和位于图案外侧的封闭边界；

步骤S3、重复步骤S1-S2直至完成工件打印，重复过程中，相邻两层打印粉料的封闭边界每一处均连续；

步骤S4、脱除封闭边界组合形成的边框壳体，清除工件表面的打印粉料，完成3D打印。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2中，固化打印粉料的方法为：使用激光照射打印粉料，或者，使用高能粒子束照射打印粉料，或者，向打印粉料的表面喷射粘接剂。

在以上技术方案的基础上，优选的，在固化打印粉料得到图案和位于图案外侧的封闭边界之前，铺设打印粉料之后，还包括，对打印粉料进行整平处理。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2中，封闭边界的数量至少为两个。

更进一步优选的，步骤S2中，所述图案为目标工件经过切片分层得到。

本发明还提供一种可变尺寸的大幅面3D打印结构，包括底板、边框壳体、打印粉料以及打印工件，所述打印粉料铺设在底板表面，所述边框壳体由打印粉料固化形成，边框壳体为上端开口的筒体结构，边框壳体内侧填充打印粉料，所述打印工件位于边框壳体内侧，打印工件由边框壳体内侧的打印粉料固化形成。

本发明的可变尺寸的大幅面3D打印方法和打印结构相对于现有技术具有以下有益效果：