一种硅胶3D打印机及其打印方法与流程

文档序号:12244621阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种硅胶原液,包含以下的组分,以质量百分数计:

基础胶,2.4-59.9wt%,

交联剂,23-69.2wt%,

填充料,10-30wt%,

所述基础胶为以羟基封端的线型聚有机硅氧烷,或者所述基础胶为官能度至少为2的含乙烯基端基或侧基的聚硅氧烷;所述交联剂为硅原子上连有酰氧基或氢原子或羟基的有机硅氧烷,或者所述交联剂为含硅氢键的低聚硅氧烷;所述填充料为补强性或弱补强性填充剂。

2.根据权利要求1所述的硅胶原液,其特征在于:还包括增粘剂,所述增粘剂为硅烷偶联剂。

3.根据权利要求1或2所述的硅胶原液,其特征在于:所述硅胶原液在25℃条件下粘度值范围为3000-100000cps,固化后的硅胶硬度为0-50A,拉伸强度为1-5MPa,伸长率为170-1200%,撕裂强度为3-26kN/m。

4.一种使用权利要求1至3中任一项所述的硅胶原液的硅胶3D打印机,其特征在于:包括运动模块,打印模块和软件控制系统,所述运动模块包括机架(1),安装在所述机架(1)上沿坐标系方向设置的X轴电动模块(2)、Y轴电动模块(3)、Z轴电动模块(4)和安装在所述Z轴电动模块(4)上的底板模块(8),所述打印模块包括顺次连接的压力桶(5)、点胶阀(6)和打印喷头(7),所述打印喷头(7)通过固定板(22)固定在所述Y轴电动模块(3)上,所述底板模块(8)包括固定在所述Z轴电动模块(4)上的打印托板(19)和固定在所述打印托板(19)上的打印槽(20),所述打印槽(20)内装有所述的硅胶原液,所述硅胶原液完全包裹从所述打印喷头(7)挤出的硅胶固化催化剂,所述软件控制系统对所述X轴电动模块(2)、Y轴电动模块(3)、Z轴电动模块(4)、点胶阀(6)进行通信控制。

5.根据权利要求4所述的硅胶3D打印机,其特征在于:所述X轴电动模块(2)、Y轴电动模块(3)、Z轴电动模块(4)分别包括在X轴马达(17)、Y轴马达、Z轴马达驱动下分别沿着X轴、Y轴、Z轴方向滑动的X滑块(18)、Y滑块、Z滑块,所述打印托板(19)固定在所述Z轴电动模块(4)的所述Z滑块上,所述打印喷头(7)通过所述固定板(22)固定在所述Y轴电动模块(3)的所述Y滑块上。

6.根据权利要求4或5所述的硅胶3D打印机,其特征在于:所述底板模块(8)还包括在所述打印槽(20)的内壁均匀分布的加热电偶(21),所述加热电偶(21)通过耐高温粘合剂固定在所述打印槽(20)的内壁。

7.根据权利要求6所述的硅胶3D打印机,其特征在于:所述加热电偶(21)的预热温度是50-120℃,所述硅胶固化催化剂是锡含量为15-35wt%的有机锡化合物或铂金含量为0.1-1wt%的铂化合物及其配合物。

8.根据权利要求7所述的硅胶3D打印机,其特征在于:所述压力桶(5)通过软管与所述点胶阀(6)的进料口(11)相连,所述点胶阀(6)的出料口(9)通过软管与所述打印喷头(7)相连,所述点胶阀(6)的进气口(12)连通压缩空气。

9.根据权利要求8所述的硅胶3D打印机,其特征在于:所述软件控制系统通过所述点胶阀(6)的通信接口(10)控制所述点胶阀(6)的进气口(12)的气压,所述软件控制系统通过控制所述加热电偶(21)对所述底板模块(8)进行通信控制。

10.根据权利要求9所述的硅胶3D打印机,其特征在于:所述点胶阀(6)的进气口(12)的压缩气体气压是0.6-1.5MPa。

11.根据权利要求6所述的硅胶3D打印机,其特征在于:所述X轴电动模块(2)包括X轴马达(17)、连接块(16)、联轴器(15)、螺杆(14)、光轴滑杆(13)及X滑块(18),所述连接块(16)被固定在所述机架(1)上,所述X轴马达(17)被固定于所述连接块(16)上,并通过所述联轴器(15)与所述螺杆(14)连接,所述光轴滑杆(13)被固定在所述连接块(16)上,所述X滑块(18)通过所述螺杆(14)上的传动螺纹沿着所述光轴滑杆(13)沿X轴方向运动。

12.根据权利要求6所述的硅胶3D打印机,其特征在于:所述打印喷头(7)的内径是0.1-2mm,挤出速度是0.001-1mL/s。

13.根据权利要求6所述的硅胶3D打印机,其特征在于:所述打印喷头(7)在所述软件控制系统对所述X轴电动模块(2)和所述Y轴电动模块(3)的联动控制下的移动速度是0.5-50mm/s。

14.一种根据权利要求1-13任一项所述的使用硅胶原液的硅胶3D打印机的打印方法,包括下列步骤:

A、软件控制系统根据待打印硅胶产品的模型数据信息将所述硅胶产品划分成若干层;

B、先在打印槽(20)内装上所述硅胶原液,所述硅胶原液的深度大于待打印硅胶产品的高度;

C、当打印第N层时,所述软件控制系统根据待打印硅胶产品的模型数据信息控制Z轴电动模块(4)的Z轴马达旋转带动Z滑块和固定在所述Z滑块上的底板模块(8)运动到第N层高度,将打印喷头(7)置于所述硅胶原液的液面以下,控制点胶阀(6)在特定压力下将硅胶固化催化剂从压力桶(5)经所述点胶阀(6)在所述打印喷头(7)挤出,通过所述软件控制系统对X轴电动模块(2)和Y轴电动模块(3)的联动控制将打印喷头(7)移动至特定位置,挤出的硅胶固化催化剂与所述打印槽(20)内的所述硅胶原液充分反应后迅速固化,固化后的结构在所述硅胶原液的高粘度支撑下自然成型,完成第N层硅胶结构的打印;随后所述软件控制系统控制所述Z轴电动模块(4)的Z轴马达旋转带动Z滑块和固定在所述Z滑块上的底板模块(8)下降一个层厚的高度,转入第N+1层重复上述步骤打印直至完成该硅胶产品。

15.根据权利要求14所述的硅胶3D打印机的打印方法,其特征在于:在步骤B中,所述硅胶原液还包括增粘剂,所述增粘剂为硅烷偶联剂;在步骤C中,所述底板模块(8)还包括在所述打印槽(20)的内壁均匀分布的加热电偶(21),所述加热电偶(21)通过耐高温粘合剂固定在所述打印槽(20)的内壁,通过所述加热电偶(21)对所述硅胶原液进行预热,预热温度是50-120℃,所述硅胶固化催化剂是锡含量15-35wt%的有机锡化合物或铂金含量0.1-1wt%的铂化合物及其配合物,所述点胶阀(6)的特定压力是0.6-1.5MPa,所述打印喷头(7)的内径是0.1-2mm,挤出速度是0.001-1mL/s,所述打印喷头(7)在所述软件控制系统对所述X轴电动模块(2)和所述Y轴电动模块(3)的联动控制下的移动速度是0.5-50mm/s。

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