一种可实现打印体与支撑体快速分离的3D打印装置

本实用新型属于增材制造领域，具体涉及一种可实现打印体与支撑体快速分离的3d打印装置。

背景技术：

3d打印技术，又称增材制造技术，是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术。在众多3d打印方式中，浆料直写打印成型技术(directinkwriting)因其具有相对打印速度快、可用原料广泛、成型效果较高等特点，是一种适用于大规模工业生产的打印方式。然而该技术却存在着一定不足，在打印外形复杂程度较高的部件时，需要额外打印支撑体才能保证坯体的顺利打印。目前的技术采用与坯体相同的材料作为支撑体的打印材料，在坯体干燥后，支撑体与坯体结合程度较高，不易去除，还需额外通过复杂的人工操作把先前的支撑体从坯体分离，随后还需要对坯体进行修坯。这就造成了人工成本和时间成本的大幅增加，而人工修坯也造成了同一批次坯体较大的差异性。因此，继续研发出一种能使坯体和支撑体快速分离的方法。

技术实现要素：

本实用新型旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种可实现打印体与支撑体快速分离的3d打印装置。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种可实现打印体与支撑体快速分离的3d打印装置，其特征在于，包括坯体供料导管、坯体打印挤出器、支撑体供料导管、支撑体打印挤出器、导轨、打印平台和升降器；

所述打印平台与水平面平行，打印平台打延x轴方向移动，印平台上方设有导轨，导轨与打印平台平行；打印平台下方设有升降器，升降器沿z轴方向移动；坯体供料导管末端与坯体打印挤出器进料端连接，支撑体供料导管末端与支撑体打印挤出器进料端连接，坯体打印挤出器在左、支撑体打印挤出器在右固定在导轨上。

所述导轨由一条x轴向轨道和两条y轴向轨道组成，三条轨道呈“工”字型排列，即x轴向轨道左右两端分别与两条y轴向轨道中部连接。

所述坯体打印挤出器和支撑体打印挤出器之间在x轴方向相距5cm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1）通过两个挤出器分别打印坯体和支撑体，并在此过程中，两个挤出器避免了因路径重合产生的碰撞；2）使用不同的打印原料，使干燥后坯体和支撑体分别处于完全硬化和可变形两种状态，可轻易去除支撑体，节省人工成本和时间成本，减小同一批次坯体的差异性；3）同时因为支撑体可采用更为廉价的原料，相对原有技术，原料成本也得以减少。上述优势十分适用于3d打印制品的工业化大规模生产。

附图说明

图1为本实用新型实施例结构示意图。

图2为本实用新型实施例坯体打印过程示意图。

图3为本实用新型实施例支撑体打印过程示意图。

图4为本实用新型实施例1坯体和支撑体示意图（阴影部分为支撑体）。

图5为本实用新型实施例2坯体和支撑体示意图（阴影部分为支撑体）。

图6为本实用新型实施例3坯体和支撑体示意图（阴影部分为支撑体）。

图中：1-坯体供料导管、2-坯体打印挤出器、3-支撑体供料导管、4-支撑体打印挤出器、5-导轨、6-打印平台、7-升降器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例和附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

见图1-6，为本实用新型一种可实现打印体与支撑体快速分离的3d打印装置实施例结构示意图，包括坯体供料导管1、坯体打印挤出器2、支撑体供料导管3、支撑体打印挤出器4、导轨5、打印平台6和升降器7；

打印平台6与水平面平行，打印平台6打延x轴方向移动，印平台6上方设有导轨5，导轨5与打印平台6平行；打印平台6下方设有升降器7，升降器7沿z轴方向移动；坯体供料导管1末端与坯体打印挤出器2进料端连接，支撑体供料导管3末端与支撑体打印挤出器4进料端连接，坯体打印挤出器2在左、支撑体打印挤出器4在右固定在导轨5上。

导轨5由一条x轴向轨道和两条y轴向轨道组成，三条轨道呈“工”字型排列，即x轴向轨道左右两端分别与两条y轴向轨道中部连接。

坯体打印挤出器2和支撑体打印挤出器4之间在x轴方向相距5cm。

具体操作步骤如下：

步骤一，坯体所用浆料由高岭土、工业氧化铝粉、铝矾土中一种或几种为原料，水为结合剂均匀混合，得坯体浆料；支撑体所用浆料由工业氧化铝粉、铝矾土、烧结镁砂粉中一种或几种为原料，树脂为结合剂充分混合，得支撑体浆料；

步骤二，将坯体浆料沿坯体供料导管，通过坯体打印挤出器2进行挤出；当需要打印支撑体时，坯体打印挤出器2停止挤出，打印平台6沿x轴方向平移5cm，将支撑体浆料沿支撑体供料导管3，通过支撑体打印挤出器4进行挤出；

步骤三，支撑体打印完成后，支撑体打印挤出器4停止挤出，打印平台6复位，坯体打印挤出器2继续进行挤出；

步骤四，重复步骤一、步骤二、步骤三直至完成全部打印工作；

步骤五，将打印后的整体置于220℃的干燥箱中干燥4小时，此时，坯体已完全干燥硬化，而支撑体并未干燥，仍处于可变形状态；

步骤六，去除未干燥的支撑体；

步骤七，对干燥的坯体进行烧结。

实施例1

使用solidworks软件创建碗状工艺品三维模型；使用simplify3d软件对创建后的三维模型进行切片处理，分别设置两个挤出器的打印路径，支撑部分填充度30%，设置层高1mm、壁厚1.5mm、挤出头移动速度3000mm/分钟；将由150g高岭土、240g氧化铝粉和150g水充分混合，制成坯体浆料；由烧结镁砂40g、氧化铝粉60g和25g树脂充分混合，制得支撑体浆料；将坯体浆料沿坯体供料导管，通过坯体打印挤出器2进行挤出；当需要打印支撑体时，坯体打印挤出器2停止挤出，打印平台6沿x轴方向平移5cm，将支撑体浆料沿支撑体供料导管3，通过支撑体打印挤出器4进行挤出；支撑体打印完成后，支撑体打印挤出器4停止挤出，打印平台6复位，坯体打印挤出器2继续进行挤出；将打印后的整体置于220℃干燥箱中干燥4小时，随后去除未硬化的支撑体，并在1350℃高温炉中煅烧2小时，随炉自然冷却后取出，即得3d打印碗状工艺品。

实施例2

使用solidworks软件创建齿轮状工艺品三维模型；使用simplify3d软件对创建后的三维模型进行切片处理，分别设置两个挤出器的打印路径，支撑部分填充度40%，设置层高0.8mm、壁厚1.2mm、挤出头移动速度2000mm/分钟；将由180g高岭土、220g氧化铝粉和120g水充分混合，制成坯体浆料；由烧结镁砂50g、氧化铝粉50g和30g树脂充分混合，制得支撑体浆料；将坯体浆料沿坯体供料导管，通过坯体打印挤出器2进行挤出；当需要打印支撑体时，坯体打印挤出器2停止挤出，打印平台6沿x轴方向平移5cm，将支撑体浆料沿支撑体供料导管3，通过支撑体打印挤出器4进行挤出；支撑体打印完成后，支撑体打印挤出器4停止挤出，打印平台6复位，坯体打印挤出器2继续进行挤出；将打印后的整体置于220℃干燥箱中干燥4小时，随后去除未硬化的支撑体，并在1300℃高温炉中煅烧3小时，随炉自然冷却后取出，即得3d打印齿轮。

实施例3

使用solidworks软件创建t型管道三维模型；使用simplify3d软件对创建后的三维模型进行切片处理，分别设置两个挤出器的打印路径，支撑部分填充度50%，设置层高1mm、壁厚1.2mm、挤出头移动速度2000mm/分钟；将由210g高岭土、240g氧化铝粉和150g水充分混合，制成坯体浆料；由烧结镁砂80g、氧化铝粉100g和40g树脂充分混合，制得支撑体浆料；将坯体浆料沿坯体供料导管，通过坯体打印挤出器2进行挤出；当需要打印支撑体时，坯体打印挤出器2停止挤出，打印平台6沿x轴方向平移5cm，将支撑体浆料沿支撑体供料导管3，通过支撑体打印挤出器4进行挤出；支撑体打印完成后，支撑体打印挤出器4停止挤出，打印平台6复位，坯体打印挤出器2继续进行挤出；将打印后的整体置于220℃干燥箱中干燥3小时，随后去除未硬化的支撑体，并在1350℃高温炉中煅烧3小时，随炉自然冷却后取出，，即得3d打印t型管道。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。