本發(fā)明屬于增材制造，具體涉及一種用于微滴噴射3d打印的固化成形方法。
背景技術(shù)：
1、增材制造技術(shù)，也稱3d打印技術(shù)，是一種集機(jī)械、計(jì)算機(jī)、數(shù)控和材料于一體的先進(jìn)制造技術(shù)。與傳統(tǒng)減材成型方法相比，增材制造技術(shù)通過(guò)材料層層疊加，可在沒(méi)有工裝夾具或模具的情況下實(shí)現(xiàn)零件成型，在制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。微滴噴射技術(shù)作為一種非接觸、點(diǎn)陣式的增材制造技術(shù)，具有材料利用率高、制造周期短、可柔性加工等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于聚合物電致發(fā)光器件、藥物控釋裝置、有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化材料、塑膠電子的制備、生物制造工程以及陶瓷構(gòu)件制造等。然而，現(xiàn)有的微滴噴射3d打印技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些不足，特別是在提高成形精度、優(yōu)化表面質(zhì)量以及增強(qiáng)材料利用率等方面，因此，需要進(jìn)一步優(yōu)化微滴噴射3d打印的工藝參數(shù)和成形方法。
2、微滴噴射3d打印主要采用化學(xué)和物理兩類方法實(shí)現(xiàn)墨滴的固化成形，墨滴成形固化效果直接影響成形件的尺寸精度和質(zhì)量?；瘜W(xué)固化方式對(duì)墨水的性能要求高，通常需要加入不同有機(jī)溶劑，從而提高了制造成本，同時(shí)也可能造成環(huán)境污染?，F(xiàn)有的物理固化方式主要有紅外線干燥、微波干燥和紫外線干燥等技術(shù)，紅外線干燥技術(shù)是利用紅外線輻射源發(fā)出的紅外線與被干燥物體發(fā)生共振而產(chǎn)生熱能，使物體溫度升高而達(dá)到加熱干燥的目的，干燥過(guò)程中物質(zhì)熱梯度內(nèi)高外低，與水分子釋放梯度相吻合，傳熱、傳質(zhì)方向一致，提高了干燥效率，但是對(duì)于較厚的材料其干燥效率較低。微波干燥技術(shù)是一種通過(guò)內(nèi)部加熱實(shí)現(xiàn)整體干燥的方法，具有穿透物料能力強(qiáng)、干燥速度快、干燥均勻等優(yōu)勢(shì)，但是功率選取不合適可能導(dǎo)致能量浪費(fèi)或干燥不足的問(wèn)題。紫外線干燥技術(shù)通過(guò)紫外線照射可以迅速聚合固化，不同材料適用的紫外光波長(zhǎng)不同。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種用于微滴噴射3d打印的固化成形方法。
2、本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案如下：
3、一種用于微滴噴射3d打印的固化成形方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
4、第一步：對(duì)打印基板進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為20～80℃，預(yù)熱時(shí)間為1～30min；
5、第二步：采用微滴噴射方式進(jìn)行打印，墨滴在打印基板上沉積；當(dāng)前層打印完畢后，紫外線發(fā)射器、紅外發(fā)射器和微波發(fā)生器分別發(fā)射紫外線、紅外線和微波對(duì)當(dāng)前層進(jìn)行固化；在打印與固化過(guò)程中，打印基板的溫度保持20～80℃；
6、第三步：重復(fù)第二步進(jìn)行逐層打印與固化，直至最后一層固化完成，得到成形件；紫外線發(fā)射器、紅外發(fā)射器和微波發(fā)生器繼續(xù)發(fā)射紫外線、紅外線和微波對(duì)成形件進(jìn)行干燥，直至成形件徹底干燥，關(guān)閉紫外線發(fā)射器、紅外發(fā)射器和微波發(fā)生器，打印基板停止加熱。
7、進(jìn)一步的，所述紫外線發(fā)射器位于打印基板上方，與打印基板的垂直高度為10～20cm，功率密度為40～200w/cm2，照射寬度為1～1000mm；
8、紅外發(fā)射器包括遠(yuǎn)、中、近三種，遠(yuǎn)紅外線的波長(zhǎng)為500～25μm，中紅外線的波長(zhǎng)為25～2.5μm，近紅外線的波長(zhǎng)2.5～0.7μm；紅外發(fā)射器與打印基板的垂直高度為10～18cm，額定功率均為400～1000w；
9、微波發(fā)生器位于打印基板上方，與打印基板的垂直高度為15～30cm，功率密度為1～5kw/m3，頻率范圍為2000～3000mhz。
10、進(jìn)一步的，第三步中，成形件循環(huán)干燥的次數(shù)為5～10次，每次干燥5～10min。
11、進(jìn)一步的，微滴噴射3d打印墨水為氧化鋯陶瓷墨水、氧化鋁陶瓷墨水、氧化鋁/氧化鋯混合陶瓷墨水、納米銀墨水其中的一種。
12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
13、本發(fā)明采用紫外線/紅外線/微波復(fù)合干燥技術(shù)，同時(shí)對(duì)打印基板進(jìn)行溫度調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了墨滴的快速、均勻干燥固化成形，成形件無(wú)明顯干燥裂紋和缺陷，節(jié)約了成形固化時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了咖啡環(huán)的產(chǎn)生，保證了成形件的尺寸精度和質(zhì)量。紫外線干燥通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)從分子層面實(shí)現(xiàn)表面快速干燥和固化，紅外線干燥通過(guò)熱傳遞和輻射加熱從宏觀層面實(shí)現(xiàn)干燥，微波干燥通過(guò)微波能量直接作用于物質(zhì)內(nèi)部的水分子，能夠快速加熱整個(gè)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)從微觀(分子)到宏觀層面的干燥，三種干燥技術(shù)復(fù)合可以實(shí)現(xiàn)更高效且協(xié)同互補(bǔ)的干燥，同時(shí)兼顧到多種成形材料的干燥固化要求，適用范圍廣泛。
1.一種用于微滴噴射3d打印的固化成形方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微滴噴射3d打印的固化成形方法，其特征在于，所述紫外線發(fā)射器位于打印基板上方，與打印基板的垂直高度為10～20cm，功率密度為40～200w/cm2，照射寬度為1～1000mm；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于微滴噴射3d打印的固化成形方法，其特征在于，第三步中，成形件循環(huán)干燥的次數(shù)為5～10次，每次干燥5～10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微滴噴射3d打印的固化成形方法，其特征在于，微滴噴射3d打印墨水為氧化鋯陶瓷墨水、氧化鋁陶瓷墨水、氧化鋁/氧化鋯混合陶瓷墨水、納米銀墨水其中的一種。