一种模型的3D打印免装配制造方法技术

本发明专利技术公开了一种模型的3D打印免装配制造方法，包括以下步骤：S1：确定所述模型的各组件之间的配合方式和配合间隙；S2：基于所述模型的各组件之间的配合方式和配合间隙，通过增材制造一次性打印出所述模型；S3：清理所述模型的各组件之间的配合间隙内的杂质。本发明专利技术的模型的3D打印免装配制造方法，无需后期组装即可快速成型整体模型，大幅度缩短制作模型样件的验证、测试周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及模型的加工制造领域，尤其涉及一种模型的3D打印免装配制造方法。
技术介绍
传统的模型的制造工艺中，往往需要将装配体各组件分别制造再进行装配，耗费时间长，不能实现模型样件的快速制作。对于需要快速验证并测试模型设计合理性、整体效果的情况来说，传统制造工艺周期的验证、测试阶段较长，相对于快速成型工艺的短周期特性存在明显不足。而产品设计师除了考虑模型的外观造型外，还需要在设计中更多地考虑如何将分散零部件进行加工并在后期合理组装的问题，这也增加了产品设计师考虑其设计可加工性的难度。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种模型的3D打印免装配制造方法，无需后期组装即可快速成型整体模型，大幅度缩短制作模型样件的验证、测试周期。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术公开了一种模型的3D打印免装配制造方法，包括以下步骤：S1：确定所述模型的各组件之间的配合方式和配合间隙；S2：基于所述模型的各组件之间的配合方式和配合间隙，通过增材制造一次性打印出所述模型；S3：清理所述模型的各组件之间的配合间隙内的杂质。优选地，所述模型的各组件之间的配合方式包括平面配合、柱面配合、球面配合中的一种或者几种的组合。优选地，所述模型的组件之间的配合方式是平面配合时，其中：所述模型的组件在配合位置的壁厚为d，当0＜d≤2mm时，所述配合间隙设置为0.4～0.6mm；当2＜d≤4mm时，所述配合间隙设置为0.8～1.0mm；当4＜d≤6mm时，所述配合间隙设置为1.0～1.5mm；当6＜d≤10mm时，所述配合间隙设置为1.5～2.0mm。优选地，所述模型的组件之间的配合方式是柱面配合时，其中：所述模型的组件在配合位置的壁厚为d，当0.8＜d≤1.2mm时，所述配合间隙设置为0.3～0.4mm；当1.2＜d≤4.5mm时，所述配合间隙设置为0.4～0.5mm；当4.5＜d≤5.5mm时，所述配合间隙设置为0.5～0.6mm。优选地，所述模型的组件之间的配合方式是球面配合时，所述配合间隙设置为0.5～0.65mm。优选地，步骤S2的打印包括铺粉、烧结、层片融合的循环过程，在打印之前，使用与待打印材料同种材料的样件进行打印测试，基于差值反馈的方法设定打印的模型的激光光斑补偿值和/或材料收缩率补偿值，以确定3D打印加工参数，其中：(1)激光光斑补偿值通过n组激光成型的内、外轮廓数据进行如下计算优化： Δ δ i = δ i 1 - δ i 2 4 ]]> Δδ ‾ = Σ i = 1 n Δ δ i n ]]> ϵ ′ = ϵ + Δδ ‾ ]]>其中，δ1为外轮廓尺寸，δ2为内轮廓尺寸，Δδ补偿波动值，为补偿波动值均值，ε为预设光斑补偿值，ε'为优化光斑补偿值，基于多组内外轮廓的差值，求均值后反馈回预设光斑补偿值ε，对其进行调整，得到更适合当前打印状态下的光斑补偿值ε'；(2)材料收缩率补偿值通过n组打印测量值与理论值进行如下计算优化： Δr i = ( l i - l i ′ l i ) × 100 % ]]> Δr ‾ = Σ i = 1 n Δr i n ]]>r'＝r+Δr其中，l为理论尺寸，l'为实际尺寸，Δr为实际打印时的补偿值偏差，为偏差均值，r打印预设收缩率补偿值，r'为实际收缩率补偿值，通过进行偏差值Δr的求解，求均值后反馈回预设收缩率补偿值r，对其进行调整，得到优化的收缩率补偿值r'。优选地，步骤S2的打印包括铺粉、烧结、层片融合的循环过程，步骤S2中，打印时，在对粉末材料烧结融化处理前对材料实施使其获得设定预热温度的预热，优选的，塑料粉末材料预热到其熔点以下3～8℃，金属粉末材料预热到80～100℃。优选地，步骤S2的打印包括铺粉、烧结、层片融合的循环过程，其中每一层铺设于加工平台上的材料粉末的厚度为0.02mm～0.12mm；优选的，所述材料粉末的颗粒直径在20～120μm左右。优选地，步骤S2中通过增材制造完成所述模型的打印时，还基于在组件的配合位置设置的杂质清理孔，步骤S3中通过所述杂质清理孔对组件的配合位置的配合间隙内的杂质进行清理。优选地，模型的3D打印免装配制造方法还包括步骤S4：对所述模型进行表面后处理，表面后处理的方式包括喷砂、打磨、上色、喷涂中的至少一种。优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模型的3D打印免装配制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确定所述模型的各组件之间的配合方式和配合间隙；S2：基于所述模型的各组件之间的配合方式和配合间隙，通过增材制造一次性打印出所述模型；S3：清理所述模型的各组件之间的配合间隙内的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种模型的3D打印免装配制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定所述模型的各组件之间的配合方式和配合间隙；
S2：基于所述模型的各组件之间的配合方式和配合间隙，通过增材制造一次
性打印出所述模型；
S3：清理所述模型的各组件之间的配合间隙内的杂质。
2.根据权利要求1所述的的3D打印免装配制造方法，其特征在于，所述模
型的各组件之间的配合方式包括平面配合、柱面配合、球面配合中的一种或者几
种的组合。
3.根据权利要求2所述的的3D打印免装配制造方法，其特征在于，所述模
型的组件之间的配合方式是平面配合时，其中：所述模型的组件在配合位置的壁
厚为d，
当0＜d≤2mm时，所述配合间隙设置为0.4～0.6mm；
当2＜d≤4mm时，所述配合间隙设置为0.8～1.0mm；
当4＜d≤6mm时，所述配合间隙设置为1.0～1.5mm；
当6＜d≤10mm时，所述配合间隙设置为1.5～2.0mm。
4.根据权利要求2所述的的3D打印免装配制造方法，其特征在于，所述模
型的组件之间的配合方式是柱面配合时，其中：所述模型的组件在配合位置的壁
厚为d，
当0.8＜d≤1.2mm时，所述配合间隙设置为0.3～0.4mm；
当1.2＜d≤4.5mm时，所述配合间隙设置为0.4～0.5mm；
当4.5＜d≤5.5mm时，所述配合间隙设置为0.5～0.6mm。
5.根据权利要求2所述的的3D打印免装配制造方法，其特征在于，所述模
型的组件之间的配合方式是球面配合时，所述配合间隙设置为0.5～0.65mm。
6.根据权利要求1所述的的3D打印免装配制造方法，其特征在于，步骤
S2的打印包括铺粉、烧结、层片融合的循环过程，在打印之前，使用与待打印
材料同种材料的样件进行打印测试，基于差值反馈的方法设定打印的模型的激光
光斑补偿值和/或材料收缩率补偿值，以确定3D打印加工参数，其中：
(1)激光光斑补偿值通过n组激光成型的内、外轮廓数据进行如下计算优

\t化：
Δδ i = δ i 1 - δ i 2 4 ]]> Δδ ‾ = Σ i = 1 n Δδ i n ]]> ϵ &...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯若洪，王浩，蔡志祥，南威，刘长勇，
申请(专利权)人：深圳光韵达光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44