【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及增材制造領域，特別是涉及一種可精確布置多種粉末材料的3d打印方法及其3d打印裝置。
技術介紹
1、激光選區熔化(selective?laser?melting-slm)和激光選區燒結(selectivelaser?sintering-sls)均是基于粉末床熔融原理的增材制造方法，一般是采用刮板或輥軸將粉末逐層地鋪設到成型升降平臺上以實現粉末布置，然后以激光束選擇性熔化(slm)或燒結(sls)成型升降平臺區域內粉末，如此逐層鋪粉并熔化(slm)或燒結(sls)粉末，堆積成零件。
2、專利技術人通過大量的實踐發現，由于采用刮板或輥軸將粉末逐層地鋪設到成型升降平臺上，slm或sls工藝一般只能使用同一種材料粉末成型單材料零件，較難在零件的不同層間及同一層不同位置布置不同種類的材料。少數基于slm工藝的多材料增材制造方法，一般只能在同一層內打印完某種材料區域后，先清除(負壓吸除或柔性刮板掃除)該層內多余的粉末，再布入另一種粉末實現同一層布置不同種類的材料，但這類工藝會伴隨著大量的不同種類粉末混合，須分離提純后才能再次使用，且清除層內多余粉末的步驟，容易導致粉末交叉污染及耗費大量的工藝時間。
技術實現思路
1、基于此，本專利技術的目的在于，提供一種可精確布置多種粉末材料的3d打印方法，通過在非金屬且不導電的布粉板頂面布置電子，使布粉板的底面發生電荷極化，進而使緊貼布粉板底面的粉末材料發生電荷極化，將對應位置的粉末吸附在布粉板的底面，實現指定區域粉末的吸附，當布粉板
2、一種可精確布置多種粉末材料的3d打印方法，包括以下步驟：
3、在一成型室內設置至少兩個沿一直線排列設置的粉末材料倉和一個成型倉，將至少兩種材料的粉末分別放置在相應數量的粉末材料倉內并整平；在所述粉末材料倉的上方設置一塊由非金屬且不導電的材料制成的布粉板，所述布粉板有吸粉位置和布粉位置兩種位置狀態，所述吸粉位置是指所述布粉板位于最接近成型倉的粉末材料倉的正上方的位置，所述布粉位置是指所述布粉板位于所述成型倉的正上方的位置；
4、將需要打印的產品的三維打印模型分為多個層片，打印時由下到上逐層打印，直至產品打印完成；
5、其中，任一層材料布置和成型的方法包括以下步驟：將所述布粉板移動至吸粉位置處，將第一種需要布置的材料所處的粉末材料倉移動至最接近成型倉的位置處，上升所述粉末材料倉內需要布置的材料的表面至恰好與所述布粉板的底面緊貼，將若干電子布置在所述布粉板的頂面并令若干電子恰好覆蓋當前材料需要布置的區域，得到在底面對應位置吸附了材料的布粉板，將所述布粉板向所述布粉位置移動，在所述布粉板移至所述成型倉上方前將所述布粉板底面吸附的材料的厚度刮平至預設層厚，所述布粉板到達所述布粉位置后，清除所述布粉板頂面的所有電子使布粉板吸附的材料下落到所述成型倉的底板上方材料需布置的區域，并將所述布粉板移動至吸粉位置處，完成當前層第一種需要布置的材料的布置；若當前材料需要成型，則在采用熔化或燒結的方式成型后，再進行當前層下一種材料的布置與成型，若當前材料不需要成型，則直接進行當前層下一種材料的布置與成型，直至當前層所有材料均完成布置與成型；
6、以上描述可進一步說明如下：在水平面上，以布粉板的中心為坐標原點建立坐標系，布粉板底面上的某一點(x1,y1)吸附了粉末。當該點粉末被轉移到成型平臺上時，它應準確地落在水平面上以成型倉底板中心為坐標原點的另一坐標系中的對應點(j1,k1)上，且滿足(x1,y1)＝(j1,k1)。這兩點分別標識了布粉板上和成型倉底板上材料需布置的區域位置。更一般地，布粉板上材料需布置的區域中任意點(x,y)，在成型倉底板上都有一一對應的點(j,k)，這些對應點所組成的區域即稱為成型倉底板上方材料需布置的區域。在布粉板頂面某區域上布置電子時，在布粉板底面具有相同水平面坐標的區域，稱為布粉板底面的對應位置。
7、由下到上逐層打印的方法包括以下步驟：任一層的所有材料布置和成型完畢后，將所述成型倉的底板的高度下降，下降高度＝預設層厚，接著采用同樣的方式進行下一層材料的布置和成型，直至所有層的材料均布置和成型完畢。
8、本專利技術所述的可精確布置多種粉末材料的3d打印方法，通過在非金屬且不導電的布粉板頂面布置電子，使布粉板的底面發生電荷極化，進而使緊貼布粉板底面的粉末材料發生電荷極化，將對應位置的粉末吸附在布粉板的底面，實現指定區域粉末的吸附，當布粉板運動至成型倉對應位置后，再通過清除布粉板頂面的所有電子的方式，消除布粉板對粉末的吸附作用，使粉末落至成型倉的指定位置處；進而實現在同一層精準布置多種粉末材料。具有布置精準、操作便捷、工藝簡單的優點。
9、進一步地，所述的材料布置和成型的方法還包括以下步驟：所述的在底面對應位置吸附了材料的布粉板移至所述布粉位置后，將所述布粉板吸附的材料所對應的所述粉末材料倉的表面刮平整。具體地，粉末材料倉內的粉末表面刮平動作可以發生在吸附了材料的布粉板移至成型倉的正上方及完成粉末布置的過程的任意時刻；將布粉板底面吸附的材料表面刮平則發生在吸附了材料的布粉板移至成型倉的正上方的過程。這兩類刮平動作所產生的多余的粉末被回收到粉末材料倉對應的回收倉中。在布粉板移至成型倉的正上方的過程中，順便將布粉板底面吸附的材料表面刮平，以及利用布粉板移動至成型倉上方進行粉末布置的空暇，將粉末材料倉內的材料表面刮平整并回收多余粉末，均有利于縮短工藝耗時，提高粉末材料利用率，提高生產效率。
10、進一步地，所述的材料布置和成型的方法還包括以下步驟：將所述布粉板吸附的材料所對應的所述粉末材料倉的表面刮平整后，在將所述布粉板移動至所述吸粉位置前，先將下一種需要布置的材料所對應的粉末材料倉移動至最接近所述成型倉的位置處。在布粉板吸附下一種材料粉末前，先將對應的粉末材料倉移至接近所述成型倉的位置處，一方面可以避免因等待等待粉末材料倉移動而延長生產時間，縮短減少工藝耗時，提高生產效率，另一方面可以減少布粉板的移動距離，減少布粉板吸附的粉末因為移動而造成的損失，并且還簡化了多個粉末材料倉的驅動裝置設計。
11、進一步地，將若干電子布置在所述布粉板的頂面的方法包括以下步驟：通過電子束發生器產生并發射電子，再通過聚焦線圈和磁偏轉線圈調整電子的運動軌跡，使電子準確地落在所述布粉板頂面的指定位置處直至覆蓋指定的區域。設置聚焦線圈避免電子發散，設置磁偏轉線圈控制電子的落點，使電子精準地落入目標位置，有利于實現粉末的精確轉移。
12、進一步地，清除所述布粉板頂面的所有電子的方法包括以下步驟：用導電且接地的除電刷完整地掃過所述布粉板的頂面，以接地的方式清除所述布粉板頂面的所有電子。
13、進一步地，所述可精確布置多種粉末材料的3d打印方法在本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可精確布置多種粉末材料的3D打印方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的可精確布置多種粉末材料的3D打印方法，其特征在于，所述的材料布置和成型的方法還包括以下步驟：所述的在底面對應位置吸附了材料的布粉板移至所述布粉位置后，將所述布粉板吸附的材料所對應的所述粉末材料倉的表面刮平整。
3.根據權利要求2所述的可精確布置多種粉末材料的3D打印方法，其特征在于，所述的材料布置和成型的方法還包括以下步驟：將所述布粉板吸附的材料所對應的所述粉末材料倉的表面刮平整后，在將所述布粉板移動至所述吸粉位置前，先將下一種需要布置的材料所對應的粉末材料倉移動至最接近所述成型倉的位置處。
4.根據權利要求1所述的可精確布置多種粉末材料的3D打印方法，其特征在于，將若干電子布置在所述布粉板的頂面的方法包括以下步驟：通過電子束發生器產生并發射電子，再通過聚焦線圈和磁偏轉線圈調整電子的運動軌跡，使電子準確地落在所述布粉板頂面的指定位置處直至覆蓋指定的區域。
5.根據權利要求1所述的可精確布置多種粉末材料的3D打印方法，其特征在于，清除所述
6.根據權利要求1所述的可精確布置多種粉末材料的3D打印方法，其特征在于，所述可精確布置多種粉末材料的3D打印方法在壓力小于10Pa的真空環境下進行。
7.一種可精確布置多種粉末材料的3D打印裝置，適用于權利要求1～6任一所述的可精確布置多種粉末材料的3D打印方法，其特征在于，包括成型室和位于成型室內的至少兩個粉末材料倉、一個成型倉、若干升降底板、第一驅動單元、布粉板、第二驅動單元、整平部和第三驅動單元，以及包括與所述成型室固定的伸縮除電刷、電子束發生器、電子束控制器、激光掃描頭和真空接頭；
8.根據權利要求7所述的可精確布置多種粉末材料的3D打印裝置，其特征在于，還包若干升降部，所述升降部位于所述成型室內，所述升降部的驅動端位于所述粉末材料倉和所述成型倉外，若干所述升降部的驅動端分別與若干所述粉末材料倉和所述成型倉的底部固定，若干所述升降部的升降端分別貫穿若干所述粉末材料倉和成型倉的底部設置并與對應的所述升降底板的底部固定。
9.根據權利要求7所述的可精確布置多種粉末材料的3D打印裝置，其特征在于，所述電子束控制器包括由上到下依次設置的聚焦線圈和磁偏轉線圈，所述電子束發生器射出的電子依次貫穿所述聚焦線圈和所述磁偏轉線圈。
10.根據權利要求7所述的可精確布置多種粉末材料的3D打印裝置，其特征在于，還包括若干對回收倉，若干對所述回收倉分別與若干所述粉末材料倉的外側固定，任一對所述回收倉均包括固定在對應的所述粉末回收倉兩側的外回收倉和內回收倉，在所述整平部滑動的方向上，所述外回收倉、所述粉末回收倉、所述內回收倉、所述成型倉依次設置，所述外回收倉位于處于所述待刮位置的所述整平部的正下方，所述內回收倉位于處于所述已刮位置的所述整平部的正下方。
...【技術特征摘要】
1.一種可精確布置多種粉末材料的3d打印方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的可精確布置多種粉末材料的3d打印方法，其特征在于，所述的材料布置和成型的方法還包括以下步驟：所述的在底面對應位置吸附了材料的布粉板移至所述布粉位置后，將所述布粉板吸附的材料所對應的所述粉末材料倉的表面刮平整。
3.根據權利要求2所述的可精確布置多種粉末材料的3d打印方法，其特征在于，所述的材料布置和成型的方法還包括以下步驟：將所述布粉板吸附的材料所對應的所述粉末材料倉的表面刮平整后，在將所述布粉板移動至所述吸粉位置前，先將下一種需要布置的材料所對應的粉末材料倉移動至最接近所述成型倉的位置處。
4.根據權利要求1所述的可精確布置多種粉末材料的3d打印方法，其特征在于，將若干電子布置在所述布粉板的頂面的方法包括以下步驟：通過電子束發生器產生并發射電子，再通過聚焦線圈和磁偏轉線圈調整電子的運動軌跡，使電子準確地落在所述布粉板頂面的指定位置處直至覆蓋指定的區域。
5.根據權利要求1所述的可精確布置多種粉末材料的3d打印方法，其特征在于，清除所述布粉板頂面的所有電子的方法包括以下步驟：用導電且接地的除電刷完整地掃過所述布粉板的頂面，以接地的方式清除所述布粉板頂面的所有電子。
6.根據權利要求1所述的可精確布置多種粉末材料的3d打印方法，其特征在于，所述可精確布置多種粉末材料的3d打印方法在壓力小于10pa的真空環境下進行。
7.一種可精確布置多種...
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