Stratasys公司FDM-3D打印专利技术综述(三)

阅读 2346 发布时间:2017-02-22 16:51

   CN102548736A(2011)公开了一种带状液化器结构,包括外液化器部分,所述外液化器部分被构造成从热传递部件接收热能和通道,所述通道至少部分地由所述外液化器部分限定,所述通道具有入口端和出口端,所述入口端具有被构造成容纳带状细丝的尺寸,其中所述带状液化器被构造成通过接收的热能使容纳在所述通道中的所述带状细丝熔化到至少可挤出状态以提供熔融流,并且其中所述通道的尺寸还被构造成使所述熔融流在所述通道中符合轴向不对称流,和挤出端,所述挤出端在通道的出口端处从所述外液化器部分延伸,其中所述挤出端

的尺寸被构造成使所述熔融流从在所述通道中的轴向不对称流变为基本上轴向对称流,以从所述挤出端挤出;其中带状细丝的未熔化部分用作作用于带状细丝的未熔化部分与通道的壁之间的熔融流上的具有粘性泵的活塞,导致熔融流流出挤出端。

   US2009273122A1(2009)公开了一种具有温度梯度的液化器,该液化器有热块,从熔丝入口到熔丝出口,热块沿液化器管侧壁轴向方向产生温度梯度。

3.1.4 液化器控制程序

   CN155306A公开了一种液化器控制程序,从管嘴挤出的材料的流速是细丝被推至液化器出料口的速度的函数。通过控制细丝推进入液化器的速度来控制流速。控制器控制挤压头在水平x,y平面中的移动,控制基体在垂直z方向的移动,并且控制进给辊推进细丝的速度。通过

同步控制这些过程变量,造型材料沿着CAD模型定义的工具路线层层地沉积成“串珠(beads)”。利用恒定的沿工具路线的挤压头速度,串珠宽度保持相当的一致,但是在工具路线的始点和终点处会产生误差,例如在“接合(seam)”处(也就是封闭环工具路线的始点和终点)。相比于现有技术中的可变速系统引入了更大的串珠宽度误差,并且有接合误差。希望在使可变速率系统的生产量较高的同时,减小串珠宽度误差和接合质量误差,以便获得所需的挤压轮廓。

   US2015343688A1公开了一种液化器快速回位方法,在多点水平测量中,液化器需要返回到初始高度,如果打印材料是塑料的话,水平测量通常需要等到液化器冷却下来,塑料固化之后,液化器很久才能回位,现在提供一种非熔化接触点,以保证液化器温度很高时即可回位。计算4次z轴初始高度,计算补偿值,加热液化器,清洁液化器。

3.2 支撑材料的改进研究

   在三维立体成型过程中,由于未被固化的部分材料仍为液态,它不能使制件截面上的孤立轮廓和悬臂轮廓定位,因此,对于这样一些结构,必须在制作前对其施加支撑,而支撑材料除了能够确保原型的每一结构部分都能可靠固定之外,还有助于减少原型在制作过程中发生

的翘曲变形,图4显示了支撑材料的改进路线图,改进主要从材料本身,成型方法和移除装置等三面进行。

图4 FDM支撑材料改进路线图

3.2.1 支撑材料的改进

   为了支撑三维制品模型,支撑材料必须粘附到制品材料上。同时,由于支撑材料为支撑制品的基础层,支撑材料应同样可拆除地粘附到制品材料上。制品坐落在支撑材料上后,如何将支撑材料从制品上移除而不损坏制品一直是一个难以解决的技术问题。US2003004600A1公开了一种用于三维模型制品打印的材料和方法,它通过沉积含有约0.5至10重量百分比硅氧烷的热塑性塑料组合物的多层来成型支撑结构。其中硅氧烷起脱模剂的作用,促进三维模型制品建成后从中拆除支撑结构。硅氧烷脱模剂还表现出良好的热稳定性,促进该材料在高温建造环境中的使用,硅氧烷还可保护三维模型制作装置的挤出头或喷射头喷嘴,避免产生材料堵塞,与极高粘度的硅氧烷相比,中等粘度的硅氧烷是一种更好的脱模剂,其中6万厘沲为中等粘度,5千万厘沲为极高粘度。

   在基础聚合物中加入少量的硅氧烷削弱了基础聚合物与打印制品材料之间的粘接,从而使聚合物可用来形成可从模型脱离的支撑结构。CN1347363A公开了一种包含羟酸的基础聚合物和一种塑化剂的碱性可溶热塑性材料,通过将支撑结构放入碱性熔池中熔化而使之从完成

的模型上移去。CN1552017A公开了一种包含选自聚亚苯基醚和聚烯烃的混合物、聚苯砜和无定形聚酰胺的混合物、聚苯砜和聚砜以及无定形聚酰胺的混合物的支撑材料,所述支撑材料是自层合的、形成与造型材料的弱的易分开的粘合、并且具有在造型材料的热挠曲温度的20℃内的热挠曲温度,所述粘合使得能够将支撑材料从所述三维物体中分离出来而不损害所述三维物体。


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