3.3.2 熔丝材料结构改进

   随着技术的发展，单纯依靠改变材料类型进而提升打印丝打印性能以及三维打印件的性能遇到瓶颈，尤其是在提升打印丝打印性能方面，基于此CN102548737A介绍了一种基于挤出的数字制造系统中使用的造型材料和支撑材料的非圆柱形细丝以及用于制造所述非圆柱形细

丝的方法和系统，该方法中使用非圆柱形细丝，这种非圆柱形细丝在具有相同体积流量的情况下与由圆柱形液化器熔化并挤出的圆柱形细丝相比能够以减少的响应时间由非圆柱形液化器熔化并挤出的消耗材料。这有利于提高沉积精度并减少构建时间，从而增加用于构建3D模型

和相应的支撑结构的过程效率，同样的CN102548736A中则介绍了一种使用带状细丝的打印方法，其同样具有上述效果。此外，US2012231225A1中提出了一种双层丝材结构，其内层芯为第一热塑性材料，外壳为第二热塑性材料，打印时按照丝的横截面设计打印路线，能够改善打印过程中的翘曲变形，减少变形，内应力以及半结晶材料的下垂，而US2012037329A1中则使用具有不同结晶温度的内芯与外壳材料从而防止打印时的翘曲变形，而US2011233804A1中则提供了一种表面带有编码标记的打印丝材，上述带编码的丝材通过光学传感器输送，从而大幅提高送丝精度。

3.3.3 送丝机构改进

   送丝机构是3D打印机的关键部件，US2010096485A1中公开了一种熔丝供给容器，具有从线圈处的导向支撑熔丝的熔丝通道，使用传感器用以探测熔丝是否通过，从而提高送丝精度，而CN1386089A中则提供了一种气密的丝料盒，丝料盒包括一个缠绕细丝的旋转卷盘和细丝可由其中穿过丝料盒的出口。丝料盒接受器用于接受丝料盒，安装在模型成型机的装填舱中。丝料盒接受器包括一个用于接受来自丝料盒的细丝的管道和用于将细丝通过管道进给的驱动装置，这种封闭性结构能够防止丝料受潮或污染，从而大幅提高打印精度，而US2014117585

A1中则提供了一种带有标签的储丝圈，其通过设置带有数字标签的多个储料筒或储丝线圈，通过读取器上的数字信息来决定如何使用打印材料打印三维物体，从而初步实现了送丝机构的智能化控制。

3.3.4 送丝工艺改进

   一般情况下，在送丝机构确定以后，其送丝工艺也容易确定，因而关于送丝工艺的专利文献较少，其涉及到送丝过程中的参数控制。如US5866058A中公开了一种提高打印质量的方法，其通过合理设置打印环境温度以防止打印件产生几何畸变，具体的其在沉积温度下连续的

挤出热固性材料到环境中，并且控制新挤出材料附近的环境的温度保持在材料的固化温度和蠕变温度之间，随后新挤出材料在固化温度之下逐渐冷却，但是仍然保持几何形状的温度梯度在理想的几何精度所需的温度梯度的最大值之下，通过该打印过程防止产品产生畸变，而

US2014265040A1则公开了一种检测熔丝流速的装置，其利用监测装置控制挤出熔融丝料的流速，例如光学元件，利用传感器调控流速达到控制挤出速度的目的。

3.4 3D打印方法研究

     经初步统计，参见图6，目前打印方法的研究主要针对打印精度和打印效率两方面进行改进，而随着计算机和传感技术的日益成熟，利用计算机对打印物体进行优化的网格划分，并利用传感器对打印器械进行在线监测已成为主流。

3.4.1 对打印精度的改进

   三维打印粒子材料在堆叠过程中包括与计算机辅助CAD设计系统形成响应，而三维打印过程中的粒子堆叠的精确性对三维成品的质量具有很大的影响，因此需要改善粒子材料堆叠的精度，美国专利US5491643A中，通过在至少一维平面中确定所需成型制品的特征，将所表征的制品的特征参数在一空间中连续成统一的整体，再选择制品预设部分的理想的参数特征值所表示的区域中的坐标值进行打印，可以使粒子材料能够更精确的按照制品的预设形状进行打印，提高了打印精度。三维打印机的部件会随着时间的增加而老化，会变的凹陷、弯曲、挤出头的对准度下降，三维打印机这些缺陷的存在会降低打印精度，美国专利US2014117575A1采用一种数字智能的打印方法，利用熔丝沉积或熔融沉积制造平面层状材料，利用检测装置检测挤出头或打印头与工件之间的接触力，或者平整度等，由此转换为数字信号控制打印过程，从而保证打印质量。对3D打印机更换挤出端部，需要重新进行校准，校准程序包括校准Z轴端部导基板的位置偏移，以在建造模型之前保证系统获得挤出端部和基板之间的空间关系，若校准不准确则会使打印精度下降，中国专利CN101460290A提供一种不需要操作者干涉或判断的在三维成型机中执行校准程序的方法，以自动校准挤出端部，提高了校准的可靠性，节省了时间，通过控制器控制建造的每层的高度和位置，使其在限定的位置表示三维结构的材料建造轮廓。然后，确定材料建造轮廓的相对位置。标识期望的建造轮廓，然后与材料建造轮廓的确定的相对位置比较，以标识表示位置偏移的任何差异。然后，成型系统根据位置偏移定位沉积装置。

未完待续；