金属三维打印装置及其打印方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种金属三维打印装置及其打印方法，利用金属粉末通过液态光固化材料作为粘结剂进行位置三维固化，继而可实现金属三维的初步成型，或者利用熔融沉积成型将含有金属材料的成型材料进行打印成像，同时在逐层成型时经过切削装置进行刨平、切削或形状的打磨，后续可通过高温固化烧结将光固化材料去除并实现金属粉末之间的融合连接，最终完成金属模型的三维打印，由于利用的是DLP光固化或FDM熔融沉积进行初步成型，其打印成型效率高和精度高，且本案的金属三维打印装置不仅打印成本较低且结构较为简单，易于维护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属三维打印领域，尤其涉及一种光固化金属三维打印装置、一种熔融沉积成型的金属三维打印装置和各自的打印方法。
技术介绍
3D打印机又称三维打印装置，是一种利用快速成型技术的机器，以数字模型文件为基础，采用成型材料，通过逐层打印的方式来构造三维的实体。在打印前，需要利用计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导3D打印装置逐层打印。3D打印装置在产品制造业获得了广泛的应用。具体按照成型方式FDM、DLP、SLA、SLS、SLM、3DP等3D成型的方法。熔融沉积成型(FDM)是通过在水平移动的打印头挤出加热熔融后的成型材料，并在成型座逐层叠堆形成三维模型。另外一种打印方式是激光烧结(SLM)，其利用粉末激光烧结成型，基本原理是用粉末铺设一层后用激光烧结，然后再用粉末铺设一层，再激光烧结一次，循环打印出三维立体实物。然而上述两种打印方法都存在一定的局限性，如需要大功率的激光头或者高温熔化，才能够实现金属打印，这就需要三维打印设备非常专业的保护，而且能源消耗较多，成本非常高。而DLP三维打印是利用数字光处理技术使用一个投影仪逐层固化液态光敏树脂，其能够打印出来具有非常精细分辨率的物体。现有的DLP光固化3D打印装置包括光发射装置、打印平台与树脂槽，打印平台位于树脂槽内，光发射装置朝向打印平台照射，继而在打印平台上逐层形成需要打印的物体。然而，由于打印平台在树脂槽内上下移动，一方面，由于液体光敏树脂与打印平台的接触，导致打印平台向上的作用力很大，容易导致打印装置液态树脂槽底部材料损坏。另一方面，由于平台的移动将会存在误差，导致打印物体位置以及打印精度存在一定的误差。同时由于一般成像光用于对树脂等液态光固化材料进行照射固化，其能量较小，故无法对金属材料打印成型，使用方面存在局限性。且光固化的成像方式由于成型材料缺乏回收结构，通常会造成成型材料的大量浪费。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种打印成型效率高、精度高和打印成本较低的光固化金属三维打印装置。本专利技术的第二目的是提供一种打印成型效率高、精度高和打印成本较低的光固化金属三维打印装置。本专利技术的第三目的是提供一种采用熔融沉积成型方式实现快速且高精度的金属材料三维打印成型的金属三维打印装置。本专利技术的第四目的是提供一种打印成型效率高、精度高和打印成本较低的光固化金属三维打印装置的打印方法。本专利技术的第五目的是提供一种打印成型效率高、精度高和打印成本较低的光固化金属三维打印装置的打印方法。本专利技术的第六目的是提供一种采用熔融沉积成型方式实现快速且高精度的金属材料三维打印成型的金属三维打印装置的打印方法。为了实现本专利技术第一目的，本专利技术提供一种光固化金属三维打印装置，包括控制装置、第一平台、刮板、第二平台、光发射装置和切削装置，第一平台接收控制装置输出的第一控制信号，第一平台可沿竖直方向移动，第一平台用于承载成型材料，成型材料包括液态光固化材料和金属粉末，刮板接收控制装置输出的第二控制信号，刮板可沿水平方向移动，第二平台接收控制装置输出的第三控制信号，第二平台可沿竖直方向移动，刮板可将成型材料从第一平台输送至第二平台上，光发射装置接收控制装置输出的第四控制信号，光发射装置位于第二平台的上方，光发射装置朝向第二平台照射，切削装置接收控制装置输出的第五控制信号，切削装置可在第二平台上进行切削移动。更进一步的方案是，金属粉末的质量在成型材料的质量中的占比大于等于60%；成型材料呈粘稠状液体。更进一步的方案是，光固化金属三维打印装置还包括清洁装置，清洁装置用于在第二平台上移动和清洁。由上述方案可见，通过在第一平台上承载成型材料，第二平台用于成像，继而利用刮板逐层地向第二平台输送成型材料，并在光发射装置对成型材料中的液态光固化材料固化，由于成型材料包括液态光固化材料和金属粉末，故金属粉末通过液态光固化材料作为粘结剂进行位置三维固化，继而可实现金属三维的初步成型，同时在逐层光固化成型时经过切削装置进行刨平、切削或形状的打磨，后续可通过高温固化烧结将光固化材料去除并实现金属粉末之间的融合连接，最终完成金属模型的三维打印，由于利用的是DLP光固化进行初步成型，其打印成型效率高和精度高，且相比于昂贵的SLM金属三维打印装置，SLM金属三维打印装置不仅价格高、后期维护成本大、消耗成本高，本案的光固化金属三维打印装置对金属模型的打印不仅打印成本较低且结构较为简单，易于维护。同时金属粉末占60%，成型材料呈粘稠状材料，使得成型材料更为具有附着力，也提高金属打印的成像品质。以及通过清洁装置对切削后的多余的成型材料进行清洁和回收。为了实现本专利技术第二目的，本专利技术提供一种光固化金属三维打印装置，包括控制装置、第一平台、刮板、第二平台、喷嘴、光发射装置和切削装置，第一平台接收控制装置输出的第一控制信号，第一平台可沿竖直方向移动，第一平台用于承载金属粉末，刮板接收控制装置输出的第二控制信号，刮板可沿水平方向移动，第二平台接收控制装置输出的第三控制信号，第二平台可沿竖直方向移动，刮板可将金属粉末从第一平台输送至第二平台，喷嘴接收控制装置输出的第四控制信号，喷嘴用于朝向第二平台喷射液态光固化材料，光发射装置接收控制装置输出的第五控制信号，光发射装置位于第二平台的上方，光发射装置朝向第二平台照射，切削装置接收控制装置输出的第六控制信号，切削装置可在第二平台上进行切削移动。更进一步的方案是，光固化金属三维打印装置还包括清洁装置，清洁装置用于在第二平台上移动和清洁。更进一步的方案是，通过在第一平台上承载金属粉末，第二平台用于成像，继而利用刮板逐层地向第二平台输送金属粉末，同时利用喷嘴均匀地朝向金属粉末喷涂液态光固化材料，并在光发射装置对成型材料中的液态光固化材料固化，由于成型材料包括液态光固化材料和金属粉末，故金属粉末通过液态光固化材料作为粘结剂进行位置三维固化，继而可实现金属三维的初步成型，同时在逐层光固化成型时经过切削装置进行刨平、切削或形状的打磨，后续可通过高温固化烧结将光固化材料去除并实现金属粉末之间的融合连接，最终完成金属模型的三维打印，由于利用的是DLP光固化进行初步成型，其打印成型效率高和精度高，且相比于昂贵的SLM金属三维打印装置，SLM金属三维打印装置不仅价格高、后期维护成本大、消耗成本高，本案的光固化金属三维打印装置对金属模型的打印不仅打印成本较低且结构较为简单，易于维护。以及通过清洁装置对切削后的多余的成型材料进行清洁和回收。为了实现本专利技术第三目的，本专利技术提供一种熔融沉积成型的金属三维打印装置，金属三维打印装置包括打印头组件、成型座、移动组件、耗材供给组件和切削装置，移动组件用于移动打印头组件，耗材供给组件用于驱动第一成型材料和第二成型材料输送到打印头组件中，第一成型材料和第二成型材料中的至少一个包括金属材料和粘结剂，打印头组件用于在成型座上挤出第一成型材料和/或第二成型材料，移动组件还用于移动切削装置在成型座上进行切削。更进一步的方案是，金属三维打印装置还包括清洁装置，移动组件还用于移动清洁装置在成型座上进行清洁。由上述方案可见，通过耗材供给组件和打印头组件分别打印具有不同金属材料的成型材料，同时采用打印头挤出成像的原理，利用FDM的成型本文档来自技高网...

【技术保护点】
光固化金属三维打印装置，其特征在于，包括：控制装置；第一平台，所述第一平台接收所述控制装置输出的第一控制信号，所述第一平台可沿竖直方向移动，所述第一平台用于承载成型材料，所述成型材料包括液态光固化材料和金属粉末；刮板，所述刮板接收所述控制装置输出的第二控制信号，所述刮板可沿水平方向移动；第二平台，所述第二平台接收所述控制装置输出的第三控制信号，所述第二平台可沿竖直方向移动，所述刮板可将所述成型材料从所述第一平台输送至所述第二平台上；光发射装置，所述光发射装置接收所述控制装置输出的第四控制信号，所述光发射装置位于所述第二平台的上方，所述光发射装置朝向所述第二平台照射;切削装置，所述切削装置接收所述控制装置输出的第五控制信号，所述切削装置可在所述第二平台上进行切削移动。

【技术特征摘要】
1.光固化金属三维打印装置，其特征在于，包括：控制装置；第一平台，所述第一平台接收所述控制装置输出的第一控制信号，所述第一平台可沿竖直方向移动，所述第一平台用于承载成型材料，所述成型材料包括液态光固化材料和金属粉末；刮板，所述刮板接收所述控制装置输出的第二控制信号，所述刮板可沿水平方向移动；第二平台，所述第二平台接收所述控制装置输出的第三控制信号，所述第二平台可沿竖直方向移动，所述刮板可将所述成型材料从所述第一平台输送至所述第二平台上；光发射装置，所述光发射装置接收所述控制装置输出的第四控制信号，所述光发射装置位于所述第二平台的上方，所述光发射装置朝向所述第二平台照射;切削装置，所述切削装置接收所述控制装置输出的第五控制信号，所述切削装置可在所述第二平台上进行切削移动。2.根据权利要求1所述的光固化金属三维打印装置，其特征在于：所述金属粉末的质量在所述成型材料的质量中的占比大于等于60%；所述成型材料呈粘稠状液体。3.根据权利要求1或2所述的光固化金属三维打印装置，其特征在于：所述光固化金属三维打印装置还包括清洁装置，所述清洁装置用于在所述第二平台上移动和清洁。4.光固化金属三维打印装置，其特征在于，包括：控制装置；第一平台，所述第一平台接收所述控制装置输出的第一控制信号，所述第一平台可沿竖直方向移动，所述第一平台用于承载金属粉末；刮板，所述刮板接收所述控制装置输出的第二控制信号，所述刮板可沿水平方向移动；第二平台，所述第二平台接收所述控制装置输出的第三控制信号，所述第二平台可沿竖直方向移动，所述刮板可将所述金属粉末从所述第一平台输送至所述第二平台；喷嘴，所述喷嘴接收所述控制装置输出的第四控制信号，所述喷嘴用于朝向所述第二平台喷射液态光固化材料；光发射装置，所述光发射装置接收所述控制装置输出的第五控制信号，所述光发射装置位于所述第二平台的上方，所述光发射装置朝向所述第二平台照射；切削装置，所述切削装置接收所述控制装置输出的第六控制信号，所述切削装置可在所述第二平台上进行切削移动。5.根据权利要求4所述的光固化金属三维打印装置，其特征在于：所述光固化金属三维打印装置还包括清洁装置，所述清洁装置用于在所述第二平台上移动和清洁。6.一种熔融沉积成型的金属三维打印装置，其特征在于：所述金属三维打印装置包括打印头组件、成型座、移动组件、耗材供给组件和切削装置，所述移动组件用于移动所述打印头组件，所述耗材供给组件用于驱动第一成型材料和第二成型材料输送到所述打印头组件中，所述第一成型材料和所述第二成型材料中的至少一个包括金属材料和粘结剂，所述打印头组件用于在所述成型座上挤出所述第一成型材料和/或所述第二成型材料，所述移动组件还用于移动所述切削装置在所述成型座上进行切削。7.根据权利要求6所述的金属三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏健强，
申请(专利权)人：珠海天威飞马打印耗材有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44