喷墨3D打印方法技术

本发明专利技术涉及一种喷墨3D打印方法，该方法在每一层同时喷射主体墨水材料和支撑墨水材料，当挥发性溶剂挥发后，不可溶解高分子聚合物、可溶解高分子聚合物共同固化为二维截面图形，当每一层均固化完毕，形成固化后的模型。再将固化后的模型浸泡于溶解剂内，当支撑墨水材料中的可溶解高分子聚合物溶解后，即可得到由主体墨水材料中的不可溶解高分子聚合物形成的三维模型。该喷墨3D打印方法利用液滴的形式喷墨，打印精度高，且在低温下即可打印形成三维模型，不仅打印成本低，而且可避免高温熔融对高分子材料的性能造成损伤，从而提高三维模型的力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及塑料类3D打印
，特别是涉及一种喷墨3D打印方法。
技术介绍
目前，塑料类3D打印技术大致可分为熔融挤压成型和光固化3D打印技术两类。其中，熔融挤压成型3D打印技术将热塑性材料加热使其熔融成丝，再将其从喷头挤出，堆积在成型面上成型。光固化3D打印技术利用特定波长与强度的激光使光固化材料层层凝固，从而打印成型。然而，熔融挤压成型3D打印技术精度有限，一般大于100微米，且成型温度为190-2600C，高温热解会降低塑料材料的力学性能，其力学性能一般为传统注塑成型制备塑料性能的70-80% ;光固化3D打印技术需要激光器，且使用成本较高的液态光敏树脂，因此造价较贵，使用和维护成本过高，另外打印出的模型容易在光照下发生黄变。
技术实现思路
基于此，有必要针对以上问题，提供一种喷墨3D打印方法，该方法打印精度较高，成本低，且打印出的三维模型具有较好的力学性能。—种喷墨3D打印方法，根据三维模型切片分层的打印指令利用层层叠加的方式打印三维模型，且在打印过程中利用支撑模型辅助三维模型固化，所述喷墨3D打印方法包括:加入墨水材料，所述墨水材料包括用于形成三维模型的主体墨水材料和用于形成支撑模型的支撑墨水材料，所述主体墨水材料由挥发性溶剂和不可溶解高分子聚合物混合而成，所述支撑墨水材料由挥发性溶剂和可溶解高分子聚合物混合而成；读取打印指令；根据打印指令在当前层的三维模型部分、支撑模型部分分别喷射主体墨水材料液滴、支撑墨水材料液滴；等待所述主体墨水材料、支撑墨水材料中的挥发性溶剂自动挥发，且不可溶解尚分子聚合物、可溶解高分子聚合物在挥发性溶剂挥发后发生聚合，从而共同固化为当前层的二维截面图形；判断是否对所有层喷墨完毕，若是，停止喷墨，否则，继续对下一层喷射所述墨水材料，并等待所述挥发性溶剂挥发；将固化后的模型浸泡于溶解剂内，等待所述支撑墨水材料中的可溶解高分子聚合物溶解，最后得到由主体墨水材料中的不可溶解高分子聚合物形成的三维模型。在其中一个实施例中，还需用超声波分别振动由所述挥发性溶剂和不可溶解高分子聚合物混合而成的溶液、由所述挥发性溶剂和可溶解高分子聚合物混合而成的溶液，从而分别获得所述主体墨水材料、支撑墨水材料。在其中一个实施例中，在当前层同时喷射一排或多排的所述墨水材料，且每排喷射一滴或多滴所述墨水材料。在其中一个实施例中，在当前层移动若干次，并在每次移动前喷射所述墨水材料。在其中一个实施例中，在当前层每次喷射墨水材料的各位置均位于上一次喷射墨水材料各位置之间的间隙中。在其中一个实施例中，所述三维模型的各层相互平行，且不同层分别位于垂直于各层平面的方向上的不同位置。在其中一个实施例中，沿垂直于所述三维模型各层平面的方向移动至不同层，并喷射所述墨水材料。在其中一个实施例中，所述挥发性溶剂为二氯甲烷或丙酮，所述溶解剂为苯酚、苯甲醚或水。在其中一个实施例中，所述不可溶解高分子聚合物为生物降解塑料聚乳酸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯-1、4-环己烷二甲醇酯。 在其中一个实施例中，所述可溶解高分子聚合物为聚乙烯醇或蜡。上述喷墨3D打印方法具有的有益效果为:1、该喷墨3D打印方法在各层的三维模型部分、支撑模型部分分别喷射主体墨水材料液滴、支撑墨水材料液滴，可提高三维模型打印成型的精度；同时利用挥发性溶剂的挥发性、可溶解高分子聚合物的溶解性及不可溶解高分子聚合物的不可溶解性，在低温下即可打印形成三维模型，不仅打印成本低，而且可避免高温熔融对高分子材料的性能造成损伤，从而提高三维模型的力学性能。2、该喷墨3D打印方法在每一层每次喷射一排或多排的墨水材料，且每排喷射一滴或多滴所述墨水材料，因此可根据需求调节三维模型的打印成型速度，若需要较快的速度，则每次喷射多排墨水材料，且每排喷射多滴墨水材料即可实现。3、该喷墨3D打印方法在每一层中每次喷射墨水材料的各位置均位于上一次喷射墨水材料各位置之间的间隙，可保证墨水材料的液滴之间能够搭接，进而提高三维模型的打印质量。【附图说明】图1为一实施例的喷墨3D打印方法的流程图。【具体实施方式】图1示出了喷墨3D打印方法的流程图。该喷墨3D打印方法根据三维模型切片分层的打印指令利用层层叠加的方式打印三维模型，且在打印过程中利用支撑模型来辅助三维模型固化。该喷墨3D打印方法包括:步骤SlOl、向3D打印机中加入墨水材料，该墨水材料包括主体墨水材料和支撑墨水材料。其中，主体墨水材料用于形成三维模型，支撑墨水材料用于形成支撑模型，一般来说，支撑模型位于三维模型中悬空的部位。其中，主体墨水材料的制成方式为:先将挥发性溶剂和不可溶解高分子聚合物混合为溶液，24小时后，再用一定频率的超声波振动该溶液，即可获得主体墨水材料。同理，支撑墨水材料的制成方式为:先将挥发性溶剂和可溶解高分子聚合物混合为溶液，24小时后，再用一定频率的超声波振动该溶液，即可获得支撑墨水材料。挥发性溶剂为沸点较低的溶剂，容易挥发，当挥发性溶剂挥发后，不可溶解高分子聚合物、可溶解高分子聚合物即可发生聚合。不可溶解高分子聚合物不具有溶解性，即不能溶于溶解剂。因此将该不可溶解高分子聚合物作为主体墨水材料的成分之一，作为最终形成三维模型的材料。可溶解高分子聚合物具有溶解性，即可溶于溶解剂中。因此将该可溶解高分子聚合物作为支撑墨水材料的成分之一，作为形成支撑模型的材料。具体的，挥发性溶剂为二氯甲烷或丙酮。不可溶解高分子聚合物为生物降解塑料聚乳酸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯。可溶解高分子聚合物为聚乙烯醇或蜡。步骤S102、3D打印机读取打印指令，并根据打印指令执行接下来的打印步骤。打印指令来自智能操作终端，可以是手机或电脑。在智能操作终端，首先导入要打印的三维模型，三维模型的高度方向与Z轴平行，横截面与XY平面平行。然后智能操作终端会根据三维模型的特征，自动添加需要支撑的部分，即生成支撑模型。最后将支撑模型和三维模型组合而成的模型沿Z轴方向进行切片分层，各层为二维平面图形，且各层相互平行，不同层位于Z轴方向上的不同位置，最后根据分层信息生成相应的打印指令。在本实施例中，3D打印机包括喷头、打印平台、电机驱动、喷墨驱动，且喷头上集成有一排或多排喷嘴，每排集成有一个或多个喷嘴。打印指令用于控制喷头、打印平台的移动方式及喷嘴的喷墨方式。具体为:喷头在电机驱动下可在XY平面内移动，打印平台在电机驱动下可在Z轴方向上下移动，各喷嘴在喷墨驱动的控制下喷射墨水材料。步骤S103、3D打印机根据打印指令在当前层的三维模型部分、支撑模型部分分别喷射主体墨水材料液滴、支撑墨水材料液滴，其中，以液滴形式喷射墨水材料，可提高三维模型打印成型的精度。3D打印机根据打印指令在当前层喷射墨水材料时，由于有一排或多排喷嘴，且每排集成有一个或多个喷嘴，所以每次可喷射一排或多排的墨水材料，且每排可喷射一滴或多滴墨水材料。如此，即可当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨3D打印方法，根据三维模型切片分层的打印指令利用层层叠加的方式打印三维模型，其特征在于，在打印过程中利用支撑模型辅助三维模型固化，所述喷墨3D打印方法包括：加入墨水材料，所述墨水材料包括用于形成三维模型的主体墨水材料和用于形成支撑模型的支撑墨水材料，所述主体墨水材料由挥发性溶剂和不可溶解高分子聚合物混合而成，所述支撑墨水材料由挥发性溶剂和可溶解高分子聚合物混合而成；读取打印指令；根据打印指令在当前层的三维模型部分、支撑模型部分分别喷射主体墨水材料液滴、支撑墨水材料液滴；等待所述主体墨水材料、支撑墨水材料中的挥发性溶剂自动挥发，且不可溶解高分子聚合物、可溶解高分子聚合物在挥发性溶剂挥发后发生聚合，从而共同固化为当前层的二维截面图形；判断是否对所有层喷墨完毕，若是，停止喷墨，否则，继续对下一层喷射所述墨水材料，并等待所述挥发性溶剂挥发；将固化后的模型浸泡于溶解剂内，等待所述支撑墨水材料中的可溶解高分子聚合物溶解，最后得到由主体墨水材料中的不可溶解高分子聚合物形成的三维模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩加军，章赣阳，
申请(专利权)人：深圳长朗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44