一種多工藝3d打印方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及3D打印技術領域，尤其涉及的是一種多工藝3D打印方法。
【背景技術】
[0002]3D打印(3D printing),即增材制造、快速成型的一種，它是以數字模型文件為基礎，運用粉末、液體、液固混合物、線材、片材等形態的金屬、高分子、陶瓷、生物材料等，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。它的優點是精確的實體復制、材料無限組合、設計空間無限、易于實現復雜結構，這些特點是傳統制造方法無法企及的。
[0003]3D打印主要包括以下成型技術:選擇性激光燒結技術(SLS)是按照界面輪廓信息對實心部分粉末進行燒結；選擇性激光熔結技術(SLM)是激光束快速熔化粉末材料并獲得連續的熔道，可以直接獲得幾乎任意形狀、具有完全冶金結合、高精度的近乎致密金屬零件；三維打印(3DP)技術是使用標準噴墨打印技術，通過將液態連結體鋪放在粉末薄層上，來層層疊加構造實體，特點是可打印彩色實體；熔融沉積成型技術(FDM)是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭根據截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺上，快速冷卻后形成一層截面，適合于打印小面積區域；立體平版印刷技術(SLA)以光敏樹脂為原料，通過激光按分層截面信息在液態的光敏樹脂表面進行逐點掃描，被掃描區域的樹脂薄層產生光聚合反應而固化，該方法主要用于復雜、高精度的精細工件快速成型；DLP激光成型技術和SLA立體平版印刷技術比較相似，不過它是使用高分辨率的數字光處理器(DLP)投影儀來固化液態光聚合物，由于每層固化時通過幻燈片似的片狀固化，因此速度比同類型的SLA立體平版印刷技術速度更快；UV紫外線成型技術和SLA立體平版印刷技術也比較相似，不同的是它利用UV紫外線照射液態光敏樹脂，成型的過程中沒有噪音產生，在同類技術中成型的精度最高。
[0004]在梯度材料3D打印技術方面，華南理工大學楊永強等人專利《一種基于鋪粉加工的梯度功能材料制備裝置》(公開號:CN203863022U)公布了一種基于鋪粉的梯度功能材料的制備及3D打印方法，利用此裝置及方法制備的梯度功能材料無明顯的界面或分層，加工過程中可以在基本水平面和垂直面內實現梯度變化，具有良好的空間聯系性。
[0005]大多數物體均具有多材料混合、材料種類形態繁多等特點，利用現有的單工藝、單材料3D打印工藝方法無法實現該類物體的整體打印成型。
[0006]因此，現有技術有待于進一步的改進。
【發明內容】
[0007]鑒于上述現有技術中的不足之處，本發明的目的在于為用戶提供一種多工藝3D打印方法，克服現有技術中的3D打印裝置及方法工藝單一，能完成的打印材料單一，無法實現多材料混合成型的物體整體打印的缺陷。
[0008]本發明解決技術問題所采用的技術方案如下:
一種多工藝3D打印方法，其中，包括: A、建立待3D打印物體的三維模型；
B、對所述三維模型進行分層處理，得到每層截面的材料組分信息和輪廓信息；
C、根據區域面積及區域內待打印材料種類的不同，將每層截面劃分為第一粉末材料區域、梯度材料區域和第二材料區域，并且所述第一粉末材料區域、所述梯度材料區域和所述第二材料區域分別對應選擇鋪粉機構、梯度材料打印機構和微滴噴射打印頭機構作為打印機構；
D、在鋪粉機構、梯度材料打印機構及微滴噴射打印頭機構中，分別按照打印區域及打印材料種類的不同，將不同種類粉末材料或者液體材料裝入相應的料盒；
E、鋪粉機構按照第一粉末材料區域的輪廓信息，依次將不同種類的粉末材料均勻鋪設到相應的打印區域，并固化成型；
F、梯度材料打印機構按照梯度材料區域的輪廓信息，依次將不同種類的粉末材料均勻鋪設到相應的打印區域，并固化成型；
G、微滴噴射打印頭機構按照第二材料區域的輪廓信息，依次將材料均勻打印到相應的打印區域；
H、控制打印工作臺下降一個打印層的厚度，重復步驟E—步驟G，層層疊加，直至打完出完整三維實體。
[0009]所述的多工藝3D打印方法，其中，所述第一材料區域為:區域面積超出預定面積值的粉末材料區域的集合；所述第二材料區域為:多個不同材料種類所處區域的過渡區域的集合；所述第二材料區域為:區域面積小于或者等于預定面積值的粉末材料區域、以及非粉末區域的集合。
[0010]所述的多工藝3D打印方法，其中，所述方法步驟中采用的固化成型方法為:選擇性激光燒結、選擇性激光熔結與三維打印中的一種或者幾種。
[0011]所述的多工藝3D打印方法，其中，所述步驟E中包括:分別采用選擇性激光燒結方法、選擇性激光熔結和三維打印的方法對第一材料區域的材料進行固化成型。
[0012]所述的多工藝3D打印方法，其中，所述步驟F中包括:采用選擇性激光熔結方法對梯度材料區域進行固化成型。
[0013]所述的多工藝3D打印方法，其中，所述步驟D與E之間中還包括:
DF、控制打印工作臺下降到第一個打印層的高度。
[0014]所述的多工藝3D打印方法，其中，所述鋪粉機構包括:至少一個支撐材料盒、至少一個料盒、至少一個吸粉裝置、至少一個回收粉裝置以及傳輸機構；
所述第一粉末材料區域包括:至少一個粉末種類的粉末材料待打印區域。
[0015]所述的多工藝3D打印方法，其中，所述梯度材料打印機構包括:至少兩個料盒的送粉裝置、材料配比裝置、材料攪拌裝置、打印頭裝置及實現打印頭裝置三維空間運動的轉動機構；
所述梯度材料區域包括:至少兩個粉末種類的粉末材料待打印區域。
[0016]所述的多工藝3D打印方法，其中，所述微滴噴射打印頭機構包括:多個打印頭裝置，以及為多個打印頭裝置傳輸打印材料的供給機構和實現打印頭裝置三維空間運動的轉動機構；
所述第二材料區域包括:至少一個粉末種類的粉末材料、或者至少一個液體材料、或者至少一個固態材料、或者至少一個固液材料相組合的待打印區域。
[0017]所述的多工藝3D打印方法，其中，所述步驟F與步驟G同步多軸聯動進行。
[0018]有益效果，本發明提供了一種多工藝3D打印方法，通過對所述三維模型進行分層處理，得到每層截面的材料組分信息和輪廓信息，根據不同的材料組分信息選擇不同的打印機構，在鋪粉機構、梯度材料打印機構及微滴噴射打印頭機構中，分別按照打印區域及打印材料種類的不同，將不同種類粉末材料或者液體材料裝入相應的料盒，以及依次將材料均勻打印到相應的打印區域；從而實現了多材料、多工藝的進行混合材料、不同種類結構物體的整體打印，本發明所述的3D打印方法，突破了目前3D打印單工藝、單材均質打印的局限性，易于實現復雜結構的打印，為3D物體的打印提供了便利。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的一種多工藝3D打印方法的步驟流程圖。
[0020]圖2是本發明的一種多工藝3D打印方法所實現裝置的原理結構示意圖。
[0021]圖3a是本明所述打印方法打印完成a區域后成型腔內的狀態示意圖。
[0022]圖3b是本發明所述打印方法打印完成b區域后成型腔內的狀態示意圖。
[0023]圖3c是本發明所述打印方法打印完成c區域后成型腔內的狀態示意圖。
[0024]圖3d是本發明所述打印方法打印完成d區域后成型腔內的狀態示意圖。
[0025]圖3e是本發明所述打印方法打印完成梯度區域后成型腔內的狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0027]本發明提供了一種多工藝3D打印方法，運用多種3D打印工藝的同步與分時混合作業，實現多材料構成的實體、零件及一體化器件的集成快速制造。本