一种高分子材料3D打印的绿色基板粘结结构及工作方法与流程

本发明涉及一种高分子材料3d打印的基板绿色粘结结构及其工作方法。

背景技术：

3d打印技术，也称増材制造技术，区别于传统的等材制造和减材制造技术，3d打印技术是将计算机辅助设计solidworks、ug等三维的模型转化为stl格式的文件，然后将文件导入分层控制软件，将模型的空间结构分为多层，并且转化为ｇ代码指令，控制打印机运动路径与高度，逐层加工出与模型相符合的产品。它综合了材料，电子，软件等学科的技术，充分利用各个学科的特点，不需要大量的空间与人力资源，也不需要浪费很多资源便可以制造出来人们生产、生活所需要的模型。

在现有高分子材料的3d打印操作时，为了让底板与打印件打印件之间有良好的粘结，避免打印过程中，打印件移位，一般用美纹胶带，或者在玻璃板上涂抹固体胶水，这样做虽然有一定可行性，但是却是对环境不利的，而且浪费资源，拆装麻烦，取件时候还需要用到薄铲刀等工具对打印件进行撬取剥离，不仅费事，还对机器本身有一定冲击损伤，破坏机构的平衡精度。而本发明则突出了环保低廉，安全方便，操作友好的绿色生产优势。实施例表明，可行性非常高，是值得大力推广的一种创新性高分子材料3d打印新方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种高分子材料3d打印的绿色基板粘结结构及其工作方法，结构合理、操作简便友好，绿色环保，在进行3d打印时，既能保证高分子材料粘结在粘结基板上，对高分子材料进行固定，又能避免高分子材料直接粘结在加热底板上不易剥离等难题。

本发明的技术方案是：一种高分子材料3d打印的绿色基板粘结结构，包括机架，在机架上设置有加热底板，在加热底板上设置有用来粘结高分子材料的粘结基板，在粘结基板两侧设置有用以固定粘结基板的固定装置。

进一步的，所述粘结基板为具有较宽厚度范围的纸张或薄纸板。

进一步的，所述粘结基板的粗糙度为ra6.3-ra1.6，燃点大于100℃，厚度为0.1~2mm之间。

进一步的，所述固定装置包括压条，如钢尺，在压条两侧设置有用以将压条夹在加热底板上的夹子。

本发明采用的工作技术方案是：一种高分子材料3d打印的绿色基板粘结结构的工作方法，包括所述的高分子材料3d打印的基板粘结结构：（1）在打印前，将纸质粘结基板平铺在加热底板上，将纸质粘结基板右侧用钢尺等相关压条压住，通过夹子将压条和加热底板上的玻璃板夹持在一起，纸质基板左侧暂时不放置压条，当打印启动后才进行放置与夹持，避免打印启动时，阻挡打印头的移动；（2）调整打印喷头与粘结基板之间的距离为0.2~0.5mm；（3）根据打印材料的种类不同，打印底板温度设置为25~90℃范围内某一温度值；（4）根据打印材料的种类不同，打印喷嘴温度设置为170~260℃范围内某一温度值；（5）达到设置温度后，打印机启动打印任务高分子材料从3d打印机的喷头喷出，喷在粘结基板上，由于粘结基板的粗糙面，能增加高分子材料与粘结基板之间的粘结强度，避免在打印过程中，高分子材料打印件滑脱；（6）打印头移动到打印区域后，在纸质粘结基板放置压条并两端夹持，保持打印过程中基板和打印件的牢固和平稳；（7）打印完成后，松开纸质粘结基板上的夹子和压条，打印件与粘结纸板撕开分离，或放入水中使纸板软化，与打印件分离收件。这一避免了用刀撬铲热床与打印件，一方面避免了伤害打印平台；另一方面，避免了打印件底部也发生严重的热变形和应力变形；此措施对于保护薄壁打印件形状和尺寸精度尤其重要。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构合理、操作简便友好，在进行3d打印时，既能保证高分子材料粘结在粘结基板上，对高分子材料进行固定，又能避免高分子材料直接粘结在加热底板上不易剥离等难题。

为使得本发明的上述目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例的主视图；

图2为本发明实施例的俯视图；

图3为本发明实施例压条的结构示意图；

图中：100-机架；200-加热底板；300-粘结基板；400-固定装置；410-压条；420-夹子；500-打印喷头。

具体实施方式

如图1~3所示，一种高分子材料3d打印的绿色基板粘结结构，包括机架100，在机架100上设置有加热底板200（热床），在加热底板200上设置有用来粘结高分子材料的纸质粘结基板300，在粘结基板300两侧设置有用以固定粘结基板300的固定装置400，为了使打印喷嘴（打印头）。从初始原点位置能顺利移动到打印区，压条410放置时间顺序有先后顺序，即先固定纸板右端，打印启动后再放置左端压条410并夹持。3d打印喷嘴将高分子材料喷丝逐层堆叠到粘结基板300上形成打印件。打印完成后，松开夹子420和压条410，完成打印件和纸质基板的轻松分离。

实施例1

本实施例中，采用聚乳酸（pla）丝材，打印一个葫芦形艺术花瓶。选择高级a4复印纸（80g/m²）。其中聚乳酸(pla)是一种新型的生物基及可再生生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米、木薯等)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。

本实施例中，所述粘结基板300的粗糙度为ra2.5，燃点130℃，厚度为0.15。

本实施例中，所述固定装置400包括压条410，在压条410两侧设置有用以将压条410夹在加热底板200上的夹子420。通过压条410和夹子420能将粘结基板300平整地固定在加热底板200上，同时便于安装和拆卸。

一种高分子材料3d打印的绿色基板粘结结构的工作方法，包括准备所述的高分子材料3d打印的基板粘结结构后，按下列步骤操作：

（1）在打印时，将粘结基板300平铺在加热底板200上，将右端的固定装置400的压条410放置在打印区域两侧，使用夹子420将压条410和加热底板200夹持在一起，而左边先不放钢尺，左侧先用一小段美纹纸胶带将纸板(或纸张)与玻璃板贴合，保证打印头从初始位置能顺利移动到打印工作区间，避免左侧钢尺阻挡打印头的初始移动。（2）调整打印喷头500与粘结基板300之间的距离为0.3mm；（3）根据打印材料的种类不同，打印底板（热床）温度设置为70℃。（4）根据打印材料pla的特性，打印喷嘴温度设置为195℃。（5）达到设置温度后，打印机启动打印任务高分子材料从3d打印机的喷头喷出，喷在粘结基板300上，由于粘结基板300的粗糙面，能增加高分子材料与粘结基板300之间的粘结强度，避免在打印过程中，高分子材料打印件滑脱；（6）待打印头移动到打印区域后，在纸质粘结基板300左侧放置压条410并两端夹持，保持打印过程中基板和打印件的牢固和平稳。（7）打印完成后，松开纸质粘结基板300上的夹子420和钢尺，打印件与粘结纸板撕开分离，或放入水中使纸板软化，与打印件分离收件。这一避免了用刀撬铲热床与打印件，一方面避免了伤害打印平台；另一方面，避免了打印件底部也发生严重的热变形和应力变形。此措施对于保护薄壁打印件形状和尺寸精度尤其重要。

开始打印时，将打印喷头500与粘结基板300之间的距离为0.3mm，能避免距离太短，导致喷头紧贴底板，出料的空间不够，进而导致出料不足；还能避免距离太长出料过多。

实施例2

本实施例中，采用abs丝材，厚度较厚的衬衣衬板纸作为粘结基体，打印一个具有较高强度且形状复杂的高分子材料涡轮零件。其中abs是acrylonitrilebutadienestyrene的首字母缩写，是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子结构材料，又称abs树脂。

本实施例中，所述衬衣衬板纸粘结基板300的密度200g/m²，粗糙度为ra3.2，燃点140℃，厚度为0.4mm。本实施例中，所述固定装置400包括压条410，在压条410两侧设置有用以将压条410夹在加热底板200上的夹子420。通过压条410和夹子420能将粘结基板300平整的固定在加热底板200上，同时便于安装和拆卸。

一种高分子材料3d打印的绿色基板粘结结构的工作方法，包括准备所述的高分子材料3d打印的基板粘结结构后，按下列步骤操作：

（1）在打印时，将粘结基板300平铺在加热底板200上，将右端的固定装置400的压条410放置在打印区域两侧，使用夹子420将压条410和加热底板200夹持在一起，而左边先不放钢尺，左侧先用一小段美纹纸胶带将纸板(或纸张)与玻璃板贴合，保证打印头从初始位置能顺利移动到打印工作区间，避免左侧钢尺阻挡打印头的初始移动。（2）调整打印喷头500与粘结基板300之间的距离为0.3mm；（3）根据打印材料的种类不同，打印底板（热床）温度设置为70℃。（4）根据打印材料pla的特性，打印喷嘴温度设置为195℃。（5）达到设置温度后，打印机启动打印任务高分子材料从3d打印机的喷头喷出，喷在粘结基板300上，由于粘结基板300的粗糙面，能增加高分子材料与粘结基板300之间的粘结强度，避免在打印过程中，高分子材料打印件滑脱；（6）待打印头移动到打印区域后，在纸质粘结基板300左侧放置压条410并两端夹持，保持打印过程中基板和打印件的牢固和平稳；（7）打印完成后，松开快递纸壳粘结基板300上的夹子420和钢尺，把打印件与粘结纸板分离（因为快递纸壳具有一定的厚度，不需要撕开）或放入水中使快递纸板软化，与打印件分离收件。这一避免了用刀撬铲热床与打印件，一方面避免了伤害打印平台；另一方面，避免了打印件底部也发生严重的热变形和应力变形。此措施对于保护薄壁打印件形状和尺寸精度尤其重要。