一种Z轴加强的3D打印件的制作方法

本实用新型涉及3d打印产品领域，具体涉及一种z轴加强的3d打印件。

背景技术：

3d打印是一类新型的结合计算机、新材料、新设备为一体的制造方式，其原理是通过计算机辅助，对实体模型进行切片操作，把三维物体的制造转换为二维层面的堆积和沿成型方向上的累加，以此完成三维实物的成型。目前3d打印已经在医疗、教育、模型验证、艺术设计、珠宝首饰等领域广泛应用。以聚合物为基材的3d打印材料和打印设备的价格较为低廉，原材料来源广泛、种类多样、配色简单，能够很快普及应用。但是，无论是基于fdm的塑料打印件，还是基于sla和dlp的光敏树脂打印件，聚合物的打印件除了本身强度不能和金属打印件相比外，由于层层累加时难以做到完全粘合为一体，层间粘合问题以及可能出现的细小空隙，使得打印件z轴强度过低，这就更加限制了其在工程领域的推广和应用。尽管fdm技术中，已经使用各种工程塑料及其碳纤维复合材料作为耗材，打印件在xy轴的强度也能够满足大部分场合的应用，然而，z轴强度过低的问题，即使是这些工程塑料的打印件也难以避免，尤其是一些较大的圆柱体等结构，为了表面精度、减少支撑，只适合一定方向的打印，这样就更加难以保证z轴的强度。因此，增加3d打印件的z轴强度才是真正解决很多3d打印件走向实用之途所面临的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种z轴加强的3d打印件，用以解决现有技术中的聚合物z轴打印件强度低的问题。

本实用新型提供了一种z轴加强的3d打印件，包括打印件主体、底板、上蒙皮和下蒙皮，所述底板设置于打印件主体底部，所述上蒙皮设置于打印件主体顶部，所述下蒙皮设置于底板底部，所述打印件主体、底板、上蒙皮和下蒙皮的截面形状相同，所述打印件主体内设置若干通孔，所述底板顶部设置若干凸起块，所述凸起块内部设置穿孔，所述穿孔上系有加强束，且加强束由下至上穿入通孔内，所述通孔内加强束的外围填充树脂。

进一步的，所述打印件的截面为长方体、圆柱体、圆环或回字形结构。

进一步的，所述上蒙皮和下蒙皮分别胶粘在打印件主体顶部和底板底部。

进一步的，所述上蒙皮和下蒙皮的材质为碳纤维复合材料、芳纶纤维复合材料或玻璃纤维复合材料面板。

进一步的，所述上蒙皮和下蒙皮的材质为铝合金板。

进一步的，所述加强束为碳纤维束、kevlar纤维束、聚酰亚胺纤维束或金属纤维束。

采用上述本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型在3d打印件内部设置通孔，并在通孔内穿过加强丝束，在通孔内注入树脂以浸润加强丝束，树脂固化后与打印件主体粘合形成复合结构，提高打印件的强度和刚度，尤其是打印件的z轴强度，避免打印件在使用中折断或沿层间开裂的风险。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例3d打印件结构示意图；

图2为本实用新型3d打印件爆炸图；

图3为3d打印件筒壁剖面图；

图4为图3中a部分放大图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-打印件主体，2-底板，3-上蒙皮，4-下蒙皮，5-通孔，6-凸起块，7-加强束，8-树脂。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-4所示，本实施例提供了一种z轴加强的3d打印件，包括打印件主体1、底板2、上蒙皮3和下蒙皮4，打印件主体1的截面为圆环，所述底板2设置于打印件主体1底部，所述上蒙皮3设置于打印件主体1顶部，所述下蒙皮4设置于底板2底部，所述打印件主体1、底板2、上蒙皮3和下蒙皮4的截面形状相同，所述打印件主体1内设置若干通孔5，所述底板2顶部设置若干凸起块6，所述凸起块6内部设置穿孔，所述穿孔上系有加强束7，且加强束7由下至上穿入通孔5内，所述通孔5内加强束7的外围填充树脂8。

该实施例中，在打印件主体1中设置若干通孔5，将加强束7从打印件z轴贯穿通过通孔5，其中加强束7的底部穿入底板2上凸起块6内部的穿孔并系住固定，加强束7在通孔5内拉直，并在通孔5内填充树脂8，待树脂8部分固化时，剪去通孔5以上的加强束，最后将上蒙皮3和下蒙皮4分别粘结固定在打印件主体1顶部和底板2底部，既可增加表面硬度，也可增加装饰效果。

所述上蒙皮3和下蒙皮4分别胶粘在打印件主体顶部和底板2底部，所述上蒙皮3和下蒙皮4的材质为碳纤维复合材料、芳纶纤维复合材料或玻璃纤维复合材料面板。

所述加强束7为碳纤维束、kevlar纤维束、聚酰亚胺纤维束或金属纤维束。

在另外的实施例中，所述打印件的截面还可以为长方体、圆柱体或回字形结构。

综上，本实用新型在3d打印件内部设置通孔，并在通孔内穿过加强丝束，在通孔内注入树脂以浸润加强丝束，树脂固化后与打印件主体粘合形成复合结构，提高打印件的强度和刚度，尤其是打印件的z轴强度，避免打印件在使用中折断或沿层间开裂的风险。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种z轴加强的3d打印件，其特征在于，包括打印件主体、底板、上蒙皮和下蒙皮，所述底板设置于打印件主体底部，所述上蒙皮设置于打印件主体顶部，所述下蒙皮设置于底板底部，所述打印件主体、底板、上蒙皮和下蒙皮的截面形状相同，所述打印件主体内设置若干通孔，所述底板顶部设置若干凸起块，所述凸起块内部设置穿孔，所述穿孔上系有加强束，且加强束由下至上穿入通孔内，所述通孔内加强束的外围填充树脂。

2.根据权利要求1所述的z轴加强的3d打印件，其特征在于，所述打印件的截面为长方体、圆柱体、圆环或回字形结构。

3.根据权利要求1所述的z轴加强的3d打印件，其特征在于，所述上蒙皮和下蒙皮分别胶粘在打印件主体顶部和底板底部。

4.根据权利要求1所述的z轴加强的3d打印件，其特征在于，所述上蒙皮和下蒙皮的材质为碳纤维复合材料、芳纶纤维复合材料或玻璃纤维复合材料面板。

5.根据权利要求1所述的z轴加强的3d打印件，其特征在于，所述上蒙皮和下蒙皮的材质为铝合金板。

6.根据权利要求1所述的z轴加强的3d打印件，其特征在于，所述加强束为碳纤维束、kevlar纤维束、聚酰亚胺纤维束或金属纤维束。

技术总结
本实用新型涉及一种Z轴加强的3D打印件，包括打印件主体、底板、上蒙皮和下蒙皮，所述底板设置于打印件主体底部，所述上蒙皮设置于打印件主体顶部，所述下蒙皮设置于底板底部，所述打印件主体、底板、上蒙皮和下蒙皮的截面形状相同，所述打印件主体内设置若干通孔，所述底板顶部设置若干凸起块，所述凸起块内部设置穿孔，所述穿孔上系有加强束，且加强束由下至上穿入通孔内，所述通孔内加强束的外围填充树脂。本实用新型在3D打印件内部设置通孔，并在通孔内穿过加强丝束，并注入树脂以浸润加强丝束，树脂固化后与打印件主体粘合形成复合结构，提高打印件的强度和刚度，尤其是Z轴强度，避免打印件在使用中折断或沿层间开裂的风险。

技术研发人员：李振;熊文治
受保护的技术使用者：诺思贝瑞新材料科技(苏州)有限公司
技术研发日：2019.11.19
技术公布日：2020.08.28