易絲幫訊 近日，江南大學肖學良 等人明公開了一種基於靜電紡原理的3D打印裝置及打印方法，裝置包括微量注射泵；微量注射泵的注射出口連接至打印噴頭的原料接收口之上；打印噴頭固定於三維空間移動框架之上；還包括位於打印噴頭下方的接收平臺；還包括高壓電源；高壓電源的正極連接在打印噴頭之上；高壓電源的負極連接在接收平臺之上；所述接收平臺的平面分隔為多個柵格單元；在接收平臺下方安裝有電壓控制裝置，控制每個柵格單元的電壓。該發明首次提出將靜電紡絲技術與3D打印技術相結合理念，從而實現功能更加全面的3D打印裝置。
熔融沉積製造技術(FDM)是將低熔點絲狀材料通過熱熔噴嘴加熱擠出，同時三維噴頭按照CAD分層數據控制的路徑在指定位置沉積，快速冷卻後形成一層截面，平臺下降一個高度打印下一層，如此反覆、逐層沉積，凝固成型後形成整個實體原型。目前常見的FDM噴頭為0 .4mm，同時採用的絲材為1 .75mm，然而由於層與層之間的凝固沉積，打印噴頭與平臺的移動精度較低等因素導致了成型件外觀較差，表面有明顯的層狀條紋，同時Z軸方向力學性能差等缺點。另一方面，FDM由於只能打印ABS、PLA塑料等少量熱塑性材料，在打印材料選擇方面受到了極大的限制。
光固化成型技術(SLA)，利用液態光敏材料在紫外線的照射下轉變為固態聚合塑膠的特性，結合電腦三維圖像，成型時，紫外光束在聚合物液麵逐層掃描，照射表面逐層相互固化，最終形成立體模型。然而光固化成型技術可以使用的材料僅限於光敏液態樹脂，且固化時間較長，同時打印需要設計支撐結構，技術具有一定侷限性。因此，針對現有技術的不足，該發明公開了一種基於靜電紡原理的3D打印裝置。
圖1 基於靜電紡原理的3D打印裝置的正視圖。
圖2 基於靜電紡原理的3D打印裝置的立體圖。
圖3 四噴頭打印裝置的噴頭俯視圖。
圖4 四噴頭打印裝置的噴頭立體圖。
圖5 微量注射泵和打印噴頭安裝為一體的示意圖。
圖6 一體式噴頭和輔助固化裝置的示意圖
該發明的有益技術效果是：相比現有的3D打印裝置，在該發明專利中，首次提出將靜電紡絲技術與3D打印技術相結合理念，從而實現功能更加全面的3D打印裝置。通過靜電紡絲的注射泵作為原料供給系統，拓寬了3D打印材料的選擇範圍，可打印液態、膠態與固態的各類高聚物材料。同時利用高壓電場環境與變化電壓控制平臺，相比普通3D打印技術，可實現更加快速、精確可控、微米級打印鋪層打印，成型件層間結合力跟高，外觀細膩，無需再次打磨處理，同時也可解決3D打印對重力條件的要求，實現零重力或重力變化環境下的3D打印。另外，通過打印得到納米級纖維薄膜，實現小分子顆粒過濾；多噴嘴打印系統可實現多材料、多添加劑打印，增加了產品的設計性和功能性。
附：專利信息
專利名 一種基於靜電紡原理的3D打印裝置及打印方法
申請公佈號 CN 108688148 A
申請公佈日 2018.10.23
申請號 201810492952 .8
申請日 2018 .05 .22
申請人 江南大學
發明人 肖學良 劉良強 錢坤 盧雪峰
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