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原文传递一种梯度功能材料3D打印装置及工作方法

专利名称：	一种梯度功能材料3D打印装置及工作方法
摘要：	本发明涉及一种梯度功能材料3D打印装置及工作方法，包括：一种梯度功能材料3D打印装置，包括：原料仓：原料仓内具有与第一升降机构连接的活塞；成型平台：位于原料仓一侧，与第二升降机构连接；刀架：与设置在成型平台两侧的第一导轨滑动连接，并连接有第二驱动机构，第二驱动机构能够驱动刀架做第一方向的滑动，与第一方向垂直的刀架的两个端面滑动连接有刮刀，刮刀与第三升降机构连接；料筒：具有多个，与固定在刀架的第一驱动机构连接，第一驱动机构用于驱动料筒沿与第一方向垂直的第二方向的运动，所述料筒与挤料机构连接；激光固化机构：用于产生激光射线，本发明的3D打印装置能实现基于SL技术的功能梯度材料的3D打印。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东大学
发明人：	邹斌;邢宏宇;王鑫锋;刘晓艳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910398417.0
公开号：	CN110091413A
代理机构：	济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：	陈晓敏
分类号：	B28B1/00(2006.01);B;B28;B28B;B28B1
申请人地址：	250061 山东省济南市历下区经十路17923号
主权项：	1.一种梯度功能材料3D打印装置，包括：原料仓：原料仓内具有与第一升降机构连接的活塞，用于将原料仓内的膏料挤出；成型平台：位于原料仓一侧，与第二升降机构连接；刀架：与设置在成型平台两侧的第二驱动机构连接，第二驱动机构能够驱动刀架做第一方向的滑动，与第一方向垂直的刀架的两个端面滑动连接有刮刀，刮刀与第三升降机构连接；料筒：具有多个，与固定在刀架的第一驱动机构连接，第一驱动机构用于驱动料筒沿与第一方向垂直的第二方向的运动，所述料筒与挤料机构连接，挤料机构用于将料筒内的膏料挤出；激光固化机构：用于产生激光射线，对成型平台的膏料进行固化。 2.如权利要求1所述的一种梯度功能材料3D打印装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一电机，所述第一电机与刀架固定连接，第一电机的输出轴连接有第一丝杠，所述第一丝杠连接有料筒夹具，所述料筒夹具用于放置料筒，第一丝杠能够带动料筒夹具沿第二方向运动。 3.如权利要求1所述的一种梯度功能材料3D打印装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二电机，所述第二电机连接有第二丝杠，所述刀架与第二丝杠连接，所述刀架还与设置在成型平台两侧的第一导轨滑动连接，第二丝杠的转动能够带动刀架沿第一方向的运动。 4.如权利要求1所述的一种梯度功能材料3D打印装置，其特征在于，所述第三升降结构采用牵引式电磁铁，所述牵引式电磁铁与刮刀固定连接。 5.如权利要求1所述的一种梯度功能材料3D打印装置，其特征在于，所述挤料机构包括用于对料筒顶部注料口进行打开和封闭的筒盖，所述筒盖固定有第三电机，所述第三电机与伸入料筒内部的挤料螺杆连接。 6.如权利要求1所述的一种梯度功能材料3D打印装置，其特征在于，所述成型平台的一侧还设有膏料回收平台，膏料回收平台与原料仓分别位于成型平台的两侧，膏料回收平台用于回收多余的膏料。 7.如权利要求1所述的一种梯度功能材料3D打印装置，其特征在于，所述激光固化机构包括紫外线激光器及激光振镜，紫外线激光器产生的紫外激光能够通过激光振镜对成型平台上的膏料进行激光固化。 8.一种权利要求1-7任一项所述的梯度功能材料3D打印装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将基体膏料填充在原料仓内，将不同配比的多组分膏料分别填充在料筒内，每个料筒对应填充一种配比的多组分膏料；步骤2：将基体膏料均匀涂铺与成型平台上，并用激光固化机构进行固化；步骤3：第一驱动机构与一个料筒对应的挤料机构同时工作，将料筒内的多组分膏料挤出，刀架沿成型平台运动，刮刀将挤出的多组分膏料铺平，激光固化机构对铺平的多组分膏料进行激光固化，采用相同的方法依次完成多个料筒内多组分膏料的挤出、铺平及激光固化；步骤4：拆卸下盛放基体膏料的原料仓，替换为盛放目标膏料的原料仓，采用步骤2的方法将目标膏料涂铺在最上层的多组分膏料上。 9.如权利要求8所述的工作方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤为：刀架运动至原料仓所在的成型平台一侧端部，活塞挤出2倍层厚的基体膏料，位于原料仓所在一侧的刀架端面的刮刀落下，刀架沿成型平台运动，将第一层基体膏料均匀铺平在成型平台，落下的刮刀抬起，激光固化机构对铺平的第一层基体膏料进行固化，刀架另一侧端面的刮刀落下，刀架沿成型平台向原料仓的方向运动，对第二层基体膏料进行均匀铺平，激光固化机构对第二层基体膏料进行固化。 10.如权利要求8所述的工作方法，其特征在于，步骤3中所述多组分膏料由基体膏料的材料和目标膏料的材料混合而成，不同料筒的多组分膏料中，基体膏料材料的质量占比不同，多个料筒多组分膏料的挤出、铺平、激光固化顺序满足：沿基体膏料层至目标膏料层方向，多组分膏料层中的基体膏料材料质量占比依次减小，目标膏料材料质量占比依次增大。
所属类别：	发明专利