专利名称：免开模快速成型制造系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机电技术领域，尤其涉及一种快速成型技术。
背景技术：
在工业新产品的设计研发阶段，为了完善设计方案、获得客户认可，一般要制作实物模型，从而据此进行产品外观确认和功能测试等。然而制作实物模型往往要开模，无疑会增加开发成本，同时由于模具开发需要时间，必然会延长开发周期。在进行小批量产品(例如:纪念品、限量版的产品、小批量的订制品等)的制作过程中，只要涉及到开模的，制作成本就会相对较高。三维打印机是集机械、控制及计算机等技术为一体的机电一体化系统，主要由机械系统、数控系统、分层软件组成。其中还需要成形材料，三维打印时需要对成形材料有两个方面的基本要求:要求成形材料应具有可成形性；要求保证成型件的质量和使用性能。而现有的成形材料已经成为阻碍快速成形技术发展的重要因素之一。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种免开模快速成型制造系统，以解决上述技术问题。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:免开模快速成型制造系统，包括三维打印机主体，所述三维打印机主体包括一打印平台、成形材料铺设装置、打印喷头，其特征在于，所述成形材料铺设装置包括至少一个用于放置不饱和树脂的第一储料装置；所述打印喷头通过连接管连接至少一个用于放置未固化的光固化剂的第二储料
装置；所述打印平台包括一用于承接打印物料的承接装置，所述成形材料铺设装置可以伸入所述承接装置内，所述打印喷头位于所述承接装置上方，且所述打印喷头朝向所述承
接装置；还包括一用于发出紫外线的紫外发射装置，所述紫外发射装置朝向所述承接装置内。所述承接装置内还可以设有一盆装的承接盘或盒状的承接盒，所述承接盘或承接盒与所述腔体可拆卸连接。本实用新型摈弃了传统打印所需的成形材料，而是采用不饱和树脂，结合未固化的光固化剂和紫外线照射，使不饱和树脂发生交联反应，从而实现固化效果，最终形成三维实体。这种成形方式具有固化速度快、生产效率高、有机挥发分少、抗压力强、经久耐用、环保节能等优点。所述打印平台设有一腔体，可以以所述腔体作为所述承接装置。所述承接装置还可以是一盆装的承接盘或盒状的承接盒，所述承接盘或承接盒置于所述腔体内，与所述腔体可拆卸连接。为防止光固化剂受光照射发生反应，第二储料装置外裹有遮光层。所述打印喷头为在打印平台沿打印方向三维移动的打印喷头。以打印立体物品。所述不饱和树脂的铺设也可以采用喷射的方式:所述成形材料铺设装置包括一喷嘴，所述喷嘴通过连接管连接第一储料装置。本实用新型的成形材料铺设装置也采用喷嘴喷出的形式，通过在已喷出未固化的光固化剂的不饱和树脂层上采用喷嘴喷出的方式铺设另一层不饱和树脂层，这样不仅可以实现铺设均匀，还可以通过喷嘴的喷力使以喷的未固化的光固化剂与正在喷的不饱和树脂连接混合紧密，最终成形的三维实体牢固可靠，使用寿命长。作为一种优选方案，所述成形材料铺设装置还包括一铺设辊，所述铺设辊在所述打印平台上方沿一水平方向移动。在喷嘴喷射了一层不饱和树脂层后，可以通过铺设辊对不饱和树脂层进行平整。所述成形材料铺设装置还包括一刮平器，所述刮平器在所述打印平台上方可沿水平方向移动，在铺设一层不饱和树脂层后，采用所述刮平器刮平不饱和树脂层。作为另一种优选方案，所述成形材料铺设装置是一铺设辊，所述铺设辊中空，所述铺设辊在所述打印平台上方沿一水平方向移动，所述铺设辊上设有复数个出料孔，所述铺设辊通过送料装置连接第一储料装置。铺设辊在打印平台上方沿一水平方向移动时，材料从出料孔出料，铺设在打印平台上。所述打印喷头有复数个，所述第二储料装置包括复数个储料罐，每个所述储料罐联通一个打印喷头，至少一个储料罐是用于放置混有染料的未固化的光固化剂的储料罐。复数个打印喷头喷射不同颜色的未固化的光固化剂。以使最终成形的三维实体为彩色。所述喷嘴有复数个，所述第一储料装置包括复数个储料罐，每个所述储料罐联通一个所述喷嘴，至少一个储料罐是用于放置混有染料的不饱和树脂的储料罐。复数个喷嘴喷射不同颜色的不饱和树脂。以使最终成形的三维实体为彩色。所述紫外发射装置为至少两个，至少两个所述紫外发射装置围绕所述打印平台设置，至少两个所述紫外发射装置均朝所述打印平台方向照射，且至少两个所述紫外发射装置发射的紫外线覆盖所述打印平台的周围。
图1为本实用新型的一种实施例示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。参照图1，免开模快速成型制造系统，包括三维打印机主体，三维打印机主体包括打印平台1、成形材料铺设装置、打印喷头2等。成形材料铺设装置包括至少一个用于放置不饱和树脂的第一储料装置。打印喷头2通过连接管连接至少一个用于放置未固化的光固化剂的第二储料装置。打印平台包括一用于承接打印物料的承接装置，成形材料铺设装置可以伸入承接装置内，打印喷头位于承接装置上方，且打印喷头朝向承接装置。还包括一用于发出紫外线的紫外发射装置，紫外发射装置朝向承接装置。本实用新型摈弃了传统打印所需的成形材料，而是采用不饱和树脂，结合未固化的光固化剂和紫外线照射，使不饱和树脂发生交联反应，从而实现固化效果，最终形成三维实体。这种成形方式具有固化速度快、生产效率高、有机挥发分少、抗压力强、经久耐用、环保节能等优点。第一储料装置内所放置的材料还包括已发泡的发泡剂，还可以包括增强纤维。以便减轻三维实体的重量、增强三维实体的强度。还包括一打印框架3，打印平台I位于打印框架3内，打印平台I相对于打印框架3做上下升降运动。打印喷头2为在打印平台I沿打印方向二维或三维移动的打印喷头2。不饱和树脂的铺设也可以采用喷射的方式:成形材料铺设装置包括一喷嘴，喷嘴通过连接管连接第一储料装置。喷嘴采用一二维移动的喷嘴，二维移动为水平和前后移动，喷嘴朝向打印平台I。本实用新型的成形材料铺设装置也采用喷嘴喷出的形式，通过在已喷出未固化的光固化剂的不饱和树脂层上采用喷嘴喷出的方式铺设另一层不饱和树脂层，这样不仅可以实现铺设均匀，还可以通过喷嘴的喷力使以喷的未固化的光固化剂与正在喷的不饱和树脂连接混合紧密，最终成形的三维实体牢固可靠，使用寿命长。成形材料铺设装置还可以包括一铺设辊4，铺设辊4在打印平台I上方沿一水平方向移动。在喷嘴喷射了一层不饱和树脂层后，可以通过铺设辊4对不饱和树脂层进行平整。成形材料铺设装置也可以仅仅包括一铺设辊4，铺设辊4中空，述铺设辊4在打印平台I上方沿一水平方向移动，铺设辊4上设有复数个出料孔，铺设辊4通过送料装置连接第一储料装置。铺设辊4在打印平台I上方沿一水平方向移动时，材料从出料孔出料，铺设在打印平台I上。成形材料铺设装置也可以仅仅包括一铺设辊4，通过铺设辊4采用辊涂的方式将材料铺设到打印平台I上。成形材料铺设装置还包括一刮平器，刮平器在打印平台上方沿水平方向移动，在铺设一层不饱和树脂层后，采用刮平器刮平不饱和树脂层。打印喷头2可以采用复数个，第二储料装置包括复数个储料罐，每个储料罐联通一个打印喷头2，至少一个储料罐内的未固化的光固化剂是混有染料的未固化的光固化剂。复数个打印喷头2喷射不同颜色的未固化的光固化剂。以使最终成形的三维实体为彩色。喷嘴也可以采用复数个，第一储料装置包括复数个储料罐，每个储料罐联通一个喷嘴，至少一个储料罐内的不饱和树脂是混有染料的不饱和树脂。复数个喷嘴喷射不同颜色的不饱和树脂。以使最终成形的三维实体为彩色。紫外发射装置为至少两个，至少两个紫外发射装置围绕打印平台I设置，至少两个紫外发射装置均朝打印平台I方向照射，且至少两个紫外发射装置发射的紫外线覆盖所印平台I的周围。免开模快速成型制造系统可以进行三维实体的打印，本实用新型的打印方法可以采用三种不同的方式进行打印:第一种形式:I)建立计算机实体模型，进行切片分层；2)通过打印平台I进行打印，按照每层的成型信息，首先在打印平台I上形成一层不饱和树脂层，然后打印喷头2做设定的打印运动，将未固化的光固化剂喷射到不饱和树脂层上；3)打印平台I下降一层后，重复步骤2)，层层叠加，直到完成所有的分层；4)上升打印平台1，启动紫外照射，光固化后，成型完毕，形成三维实体。5)进行后处理:从打印平台I上取出三维实体，进行打磨、涂挂。第二种形式:I)建立计算机实体模型，进行切片分层；2)通过打印平台I进行打印，按照每层的成型信息，首先在打印平台I上形成一层不饱和树脂层，然后打印喷头2做设定的打印运动，将未固化的光固化剂喷射到不饱和树脂层上；3)启动紫外照射，实现逐层逐渐固化；打印平台I下降一层后，重复步骤2)，层层叠加，直到完成所有的分层。4)进行后处理:从打印平台I上取出三维实体，进行打磨、涂挂。第三种形式:I)建立计算机实体模型，进行切片分层；2)通过打印平台I进行打印，按照每层的成型信息，首先在打印平台I上形成一层不饱和树脂层，然后打印喷头2做设定的打印运动，将未固化的光固化剂喷射到不饱和树脂层上；3)打印平台I下降一层后，重复步骤2)，层层叠加，叠加到一设定层数后，启动紫外照射，实现数层固化；层次叠加，直到完成所有的分层。4)进行后处理:从打印平台I上取出三维实体，进行打磨、涂挂。第二种方式和第三种方式可以避免结构过于庞大的打印物品，在启动紫外照射时，光线难以透射的问题。步骤2)中，采用喷嘴喷射出一层不饱和树脂层。本实用新型的不饱和树脂层包括不饱和树脂、已发泡的发泡剂，还可以增加一定量的增强纤维。增强纤维的用量可以根据三维实体的制作需要添加。实施方式一:参照图1，打印平台I设置在打印框架3内，打印过程如下:I)铺设:打印平台I上通过铺设辊4铺设一层不饱和树脂层。2)打印:打印喷头2做设定的打印运动，将未固化的光固化剂喷射到不饱和树脂层上，并启动紫外照射，实现固化。3)打印平台I下降一层。4)循环步骤I) _3)，直至完成最后一层喷射。5)从打印平台I上取出三维实体5。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.免开模快速成型制造系统，包括三维打印机主体，所述三维打印机主体包括一打印平台、成形材料铺设装置、打印喷头，其特征在于，所述成形材料铺设装置包括至少一个用于放置不饱和树脂的第一储料装置； 所述打印喷头通过连接管连接至少一个用于放置未固化的光固化剂的第二储料装置； 所述打印平台包括一用于承接打印物料的承接装置，所述成形材料铺设装置可以伸入所述承接装置内，所述打印喷头位于所述承接装置上方，且所述打印喷头朝向所述承接装置； 还包括一用于发出紫外线的紫外发射装置，所述紫外发射装置朝向所述承接装置内。
2.根据权利要求1所述的免开模快速成型制造系统，其特征在于，所述所述打印平台设有一腔体，以所述腔体作为所述承接装置。
3.根据权利要求2所述的免开模快速成型制造系统，其特征在于，所述承接装置内还设有一盆装的承接盘或盒状的承接盒，所述承接盘或承接盒与所述腔体可拆卸连接。
4.根据权利要求1所述的免开模快速成型制造系统，其特征在于，所述成形材料铺设装置包括一喷嘴，所述喷嘴通过连接管连接第一储料装置。
5.根据权利要求4所述的免开模快速成型制造系统，其特征在于，所述成形材料铺设装置还包括一铺设辊，所述铺设辊在所述打印平台上方沿一水平方向移动。
6.根据权利要求5所述的免开模快速成型制造系统，其特征在于，所述成形材料铺设装置还包括一刮平器，所述刮平器在所述打印平台上方可沿水平方向移动。
7.根据权利要求1所述的免开模快速成型制造系统，其特征在于，所述成形材料铺设装置是一铺设辊，所述铺设辊中空，所述铺设辊在所述打印平台上方沿一水平方向移动，所述铺设辊上设有复数个出料孔，所述铺设辊通过送料装置连接第一储料装置。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的免开模快速成型制造系统，其特征在于，所述打印喷头有复数个，所述第二储料装置包括复数个储料罐，每个所述储料罐联通一个打印喷头，至少一个储料罐是用于放置混有染料的未固化的光固化剂的储料罐。
9.根据权利要求4-7中任意一项所述的免开模快速成型制造系统，其特征在于，所述喷嘴有复数个，所述第一储料装置包括复数个储料罐，每个所述储料罐联通一个所述喷嘴，至少一个储料罐是用于放置混有染料的不饱和树脂的储料罐。
10.根据权利要求1-7中任意一项所述的免开模快速成型制造系统，其特征在于，所述紫外发射装置为至少两个，至少两个所述紫外发射装置围绕所述打印平台设置，至少两个所述紫外发射装置均朝所述打印平台方向照射，且至少两个所述紫外发射装置发射的紫外线覆盖所述打印平台的周围。
专利摘要本实用新型涉及机电技术领域，免开模快速成型制造系统，包括三维打印机主体，三维打印机主体包括一打印平台、成形材料铺设装置、打印喷头，成形材料铺设装置包括至少一个第一储料装置；打印喷头通过连接管连接至少一个第二储料装置；打印平台包括一承接装置，成形材料铺设装置可以伸入承接装置内，打印喷头位于承接装置上方，且朝向承接装置；还包括一紫外发射装置，紫外发射装置朝向承接装置内。本实用新型摈弃了传统打印所需的成形材料，而是采用不饱和树脂，结合未固化的光固化剂和紫外线照射，使不饱和树脂发生交联反应，从而实现固化效果，最终形成三维实体。
文档编号B41J2/01GK202934932SQ20122051517
公开日2013年5月15日 申请日期2012年10月8日 优先权日2012年8月9日
发明者孙倩倩 申请人:上海科斗电子科技有限公司