一種FDM打印型腔類模具的方法技術

本發明專利技術涉及鑄件模具的3D打印技術領域內的一種FDM打印型腔類模具的方法，包括如下步驟：1）將需要打印的型腔類模具的三維圖輸入切片軟件用于生成FDM打印的G代碼程序，然后將G代碼程序導入FDM打印機中；2）型腔壁的打印：通過FDM打印機以模具的敞開端為底部開始逐層打印型腔類模具的外輪廓壁，并且交替分層向外輪廓壁圍成的內腔填充支撐顆粒，直至逐層打印至模具外輪廓壁頂部并填充滿支撐顆粒；3）頂部的打印：FDM打印機根據模具頂部的G代碼程序完成模具頂部結構的打印。本發明專利技術的FDM打印型腔類模具的方法，模具內部的支撐骨加用支撐顆粒代替，并且分層交替邊打印邊填加，提高打印效率，省去了支撐骨架的打印過程，節約打印時間，提高打印效率。

Method for FDM printing cavity mold

The invention relates to a method for die casting technology in the field of 3D printing in a FDM print cavity mold, which comprises the following steps: 1) will need to figure 3D cavity mold printing input slicing software used to generate the FDM print G code, and G code into FDM printer; 2) the cavity wall through the FDM printer to print: the open end of the mould is the outline of wall bottom layer print cavity mold, and alternating cavity surrounded layered wall outward contour supporting and filling particles, until the printed layer by layer to the mold contour on top of the wall and filled the top of the support particles; 3) print: FDM printer finish top of the mold structure on the top of the mold according to print G code. The method of the invention of printing FDM cavity mold, mold internal and bone support is replaced by the support particles, and hierarchical alternating print and filling, improve the printing efficiency, the printing process of supporting frame is saved, saving printing time, improve the printing efficiency.

【技術實現步驟摘要】
一種FDM打印型腔類模具的方法
本專利技術涉及鑄件模具的3D打印
，特別涉及一種FDM打印型腔類模具的方法。
技術介紹
FDM就是熔融沉積成型，是一種利用3D打印設備將熱熔性材料在半流動狀態時擠壓出來，材料瞬時凝固形成有輪廓形狀的薄層的打印工藝。利用FDM成型技術打印出來的產品，具有加工后表面質量好，尺寸精度高，使用壽命長，制作周期短等優點。因此，隨著3D打印技術的不斷提高，FDM成型技術越來越廣泛地應用到鑄造行業中。FDM成型技術的制造工藝是一個逐層涂抹累加過程，在打印類似于圖1所示的型腔模具時，傳統的打印方法需要在模具型腔內部打印支撐骨架，才能完成頂部結構的打印。具體打印時，先從底部開始，逐層打印模具外輪廓，并每打印完成一層模具外輪廓后，隨之逐層打印支撐骨架。直到完成模具外輪廓和支撐骨架的打印，才開始進行頂層結構的打印。這樣一來，不僅制約了設備的打印效率，同時，由于支撐骨架的打印，大大增加了打印材料的使用，導致模具生產成本高昂。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術中FDM打印型腔類模具方法中需要專門打印支撐骨架造成的打印材料浪費的問題，提供一種FDM打印型腔類模具的方法，以提高打印效率，降低打印材料成本。本專利技術的目的是這樣實現的，一種FDM打印型腔類模具的方法,包括如下步驟：1）將需要打印的型腔類模具的三維圖輸入切片軟件用于生成FDM打印的G代碼程序，然后將G代碼程序導入FDM打印機中；2）型腔壁的打印：通過FDM打印機以模具的敞開端為底部開始逐層打印型腔類模具的外輪廓壁，并且交替分層向外輪廓壁圍成的內腔填充支撐顆粒，直至逐層打印至模具外輪廓壁頂部并填充滿支撐顆粒；3）頂部的打印：FDM打印機根據模具頂部的G代碼程序完成模具頂部結構的打印。本專利技術的FDM打印型腔類模具的方法，模具內部的型腔用支撐顆粒代替，并且分層交替邊打印邊填加，提高打印效率，省去了支撐骨架的打印過程，節約打印時間，節省打印料材料用量。同時，本專利技術的方法，模具型腔填充的支撐顆粒清理方便，并可重復使用。為進一步實現本專利技術的交替打印和填充支撐顆粒的目的，上述步驟2）型腔壁的打印，包括如下分步驟：a)FDM打印機根據生成的G代碼程序，借助FDM打印頭將熔融的熱塑性材料逐層涂抹在工作臺上，每涂抹一層，工作臺下降相應的高度，打印頭繼續返程涂抹下一層，直至形成高度為D的型腔類模具的外輪廓壁；b)執行完a)步動作后，暫停FDM打印機，利用設有震動機構的填料裝置將支撐顆粒均勻填充在a)分步打印的外輪廓壁圍成的內腔內，所述支撐顆粒的填充厚度為D；c)FDM打印頭繼續工作，反復重復a)分步繼續打印下一高度為D的外輪廓壁和b)分步填充厚度為D的支撐顆粒，直至完成模具高度方向外輪廓壁的打印和內腔支撐顆粒的填充。本專利技術的型腔壁打印過程，FDM打印一層外輪廓，再通過震動填料裝置填充同高度的支撐顆粒，打印和震動填料反復交替進行，以完成型腔壁的打印過程，填充的支撐顆粒為模具頂部的打印提供支撐。此過程減少FDM打印成本的同時，提高打印效率。作為本專利技術的優選方案，所述支撐顆粒為粒徑均勻的沙子、玻璃珠子、金屬粉或塑料顆粒，所述支撐顆粒的粒徑為1—5mm。進一步地，所述熱塑性材料為ABS、PLA、HIPS、PC或尼龍。為便于實現震動填料過程，所述分步驟b)中的填料裝置包括儲料裝置,所述儲料裝置通過滑枕機構與機身連接，所述儲料裝置下部設有出料口，所述出料口一側的儲料裝置壁上設有刮砂板，儲料裝置外壁還連接有震動裝置，進行支撐顆粒填充時，儲料裝置的出料口位于待打印模具的正上方通過滑枕機構驅動在模具正上方往復移動，并邊振動填料邊將支撐顆粒通過刮砂板刮平。本專利技術的儲料裝置，填加支撐顆粒時，儲料裝置可以實現邊填料邊將填加的料層刮平，操作方便，效率高。附圖說明圖1為現有技術中FDM打印的型腔類模具的示意圖。圖2為本專利技術的FDM打印型腔類模具的示意圖。圖3為本專利技術的FDM打印型腔類模具的立體示意圖。其中，1工作臺；2模具外輪廓壁；3支撐骨架；4模具頂部；5儲料裝置；6震動裝置；7支撐顆粒；8刮砂板；9FDM打印頭；10滑枕。具體實施方式本專利技術的FDM打印型腔類模具的方法中,打印的型腔類模具如圖1所示，由輪廓壁2和模具頂部4組成。采用本專利技術的方法的打印該類模具如圖2和圖3所示，具體包括如下步驟：1）將需要打印的型腔類模具的三維圖輸入切片軟件用于生成FDM打印的G代碼程序，然后將G代碼程序導入FDM打印機中；2）型腔壁的打印：通過FDM打印機以在工作臺1上模具的敞開端為底部開始逐層打印型腔類模具外輪廓壁2，并且交替分層向模具外輪廓壁2圍成的內腔填充支撐顆粒7，直至逐層打印至模具外輪廓壁2頂部并填充滿支撐顆粒7；其中，填充的支撐顆粒7可選用粒徑均勻且粒徑范圍為1-5mm的沙子、玻璃珠子、金屬粉或塑料顆粒，支撐顆粒的粒徑為；熱塑性材料可以選用ABS、PLA、HIPS、PC或尼龍。本步中型腔壁的打印具體包括如下分步驟：a)FDM打印機根據生成的G代碼程序，借助FDM打印頭9將熔融的熱塑性材料逐層涂抹在工作臺1上，每涂抹一層，工作臺1下降相應的高度，FDM打印頭9繼續返程涂抹下一層，直至形成高度為D的模具外輪廓壁2；b)執行完a)步動作后，暫停FDM打印機，利用設有震動機構6的填料裝置將支撐顆粒均勻填充在a)分步打印的模具外輪廓壁2圍成的內腔內，每層支撐顆粒的填充厚度與a)分步中FDM打印的厚度D相同；本分步中所用的填料裝置包括儲料裝置5,儲料裝置5通過滑枕機構10與機身連接，可在待打印的模具上方水平滑動，每填充一層支撐顆粒，滑枕機構10滑動一個來回，可以邊填料邊刮平填料；儲料裝置5下部設有出料口，出料口一側的儲料裝置壁上設有刮砂板8，儲料裝置5外壁還連接有震動裝置6，進行支撐顆粒填充時，儲料裝置5的出料口位于待打印模具的正上方通過滑枕機構10驅動在模具正上方往復移動，并邊震動填料邊將支撐顆粒通過刮砂板8刮平。本專利技術的儲料裝置，填加支撐顆粒時，儲料裝置可以實現邊填料邊將填加的料層刮平，操作方便，效率高。c)FDM打印頭9繼續工作，反復重復a)分步繼續打印下一高度為D的外輪廓壁和b)分步填充厚度為D的支撐顆粒，直至完成模具外輪廓壁2高度方向的打印和內腔支撐顆粒的填充。3）頂部的打印：FDM打印機根據模具頂部的G代碼程序完成模具頂部結構的打印。本專利技術的FDM打印型腔類模具的方法，模具內部的型腔用支撐顆粒代替，并且分層交替邊打印邊填加，提高打印效率，省去了支撐骨架的打印過程，節約打印時間，節省打印料材料用量。同時，本專利技術的方法，模具型腔填充的支撐顆粒清理方便，并可重復使用。為便于實現震動填料過程，所述分步驟b)中的填料裝置包括儲料裝置,所述儲料裝置通過滑枕機構與機身連接，所述儲料裝置下部設有出料口，所述出料口一側的儲料裝置壁上設有刮砂板，儲料裝置外壁還連接有震動裝置，進行支撐顆粒填充時，儲料裝置的出料口位于待打印模具的正上方通過滑枕機構驅動在模具正上方往復移動，并邊振動填料邊將支撐顆粒通過刮砂板刮平。本專利技術的儲料裝置，填加支撐顆粒時，儲料裝置可以實現邊填料邊將填加的料層刮平，操作方便，效率高。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種FDM打印型腔類模具的方法,其特征在于，包括如下步驟：1）將需要打印的型腔類模具的三維圖輸入切片軟件用于生成FDM打印的G代碼程序，然后將G代碼程序導入FDM打印機中；2）型腔壁的打印：通過FDM打印機以模具的敞開端為底部開始逐層打印型腔類模具的外輪廓壁，并且交替分層向外輪廓壁圍成的內腔填充支撐顆粒，直至逐層打印至模具外輪廓壁頂部并填充滿支撐顆粒；3）頂部的打印：FDM打印機根據模具頂部的G代碼程序完成模具頂部結構的打印。

【技術特征摘要】
1.一種FDM打印型腔類模具的方法,其特征在于，包括如下步驟：1）將需要打印的型腔類模具的三維圖輸入切片軟件用于生成FDM打印的G代碼程序，然后將G代碼程序導入FDM打印機中；2）型腔壁的打印：通過FDM打印機以模具的敞開端為底部開始逐層打印型腔類模具的外輪廓壁，并且交替分層向外輪廓壁圍成的內腔填充支撐顆粒，直至逐層打印至模具外輪廓壁頂部并填充滿支撐顆粒；3）頂部的打印：FDM打印機根據模具頂部的G代碼程序完成模具頂部結構的打印。2.根據權利要求1所述的FDM打印型腔類模具的方法，其特征在于，所述步驟2）包括如下分步驟：a)FDM打印機根據生成的G代碼程序，借助FDM打印頭將熔融的熱塑性材料逐層涂抹在工作臺上，每涂抹一層，工作臺下降相應的高度，打印頭繼續返程涂抹下一層，直至形成高度為D的型腔類模具的外輪廓壁；b)執行完a)步動作后，暫停FDM打印機，利用設有震動機構的填料裝置將支撐顆粒均勻填充在a)分步...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭永賢，
申請(專利權)人：寧夏共享模具有限公司，
類型：發明
國別省市：寧夏,64