本申請(qǐng)涉及3d打印支撐結(jié)構(gòu)，例如涉及一種用于3d打印的支撐系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、3d打印技術(shù)，作為增材制造的代表，近年來在制造業(yè)中嶄露頭角。它基于三維數(shù)字模型，通過逐層疊加材料來構(gòu)建實(shí)體對(duì)象，這一過程無需傳統(tǒng)模具或機(jī)械加工，從而極大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了成本，并實(shí)現(xiàn)了高度的個(gè)性化定制。3d打印技術(shù)廣泛應(yīng)用于原型制作、醫(yī)療器械、航空航天、建筑設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域，展現(xiàn)了巨大的市場潛力和應(yīng)用價(jià)值。

2、然而，3d打印并非沒有挑戰(zhàn)。特別是在處理復(fù)雜幾何形狀和懸空結(jié)構(gòu)時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)成為不可或缺的一部分。支撐結(jié)構(gòu)的主要作用是防止打印過程中的材料塌陷或變形，確保打印件的精度和完整性。傳統(tǒng)的支撐方式，如柱狀支撐和樹狀支撐，雖然在一定程度上解決了問題，但也帶來了新的問題：

3、耗材浪費(fèi)：支撐結(jié)構(gòu)往往需要大量的材料，而這些材料在打印完成后往往被丟棄，造成了資源的浪費(fèi)。

4、打印時(shí)間延長：支撐結(jié)構(gòu)的打印增加了整體打印時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率。

5、支撐去除困難：特別是對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)與打印件緊密相連，去除時(shí)容易損壞打印件表面，影響美觀和性能。

6、因此，開發(fā)一種能夠高效、精確地支撐復(fù)雜結(jié)構(gòu)，同時(shí)減少耗材浪費(fèi)和打印時(shí)間的3d打印支撐系統(tǒng)，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

7、需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本申請(qǐng)的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了對(duì)披露的實(shí)施例的一些方面有基本的理解，下面給出了簡單的概括。所述概括不是泛泛評(píng)述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍，而是作為后面的詳細(xì)說明的序言。

2、本公開實(shí)施例提供一種用于3d打印的支撐系統(tǒng)及方法，由一組高度可調(diào)的陣列模塊構(gòu)成，每個(gè)模塊都具備獨(dú)立的伸縮能力，能夠根據(jù)不同打印需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3、在一些實(shí)施例中，所述用于3d打印的支撐系統(tǒng)包括陣列組件，所述陣列組件包括多個(gè)可獨(dú)立或協(xié)同控制的伸縮陣列模塊；

4、每個(gè)伸縮陣列模塊內(nèi)置有電控單元、壓電彈簧、伸縮筒和套筒結(jié)構(gòu)，所述壓電彈簧和套筒安裝在所述伸縮筒內(nèi)，所述壓電彈簧的一端連接伸縮筒的內(nèi)壁，另一端連接所述套筒的第一端，所述套筒的第二端與陣列組件的底部連接，所述伸縮筒用于支撐3d模型，所述壓電彈簧的伸縮量由所述電控單元通過控制電壓來調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)支撐高度的動(dòng)態(tài)調(diào)整；

5、所述伸縮筒設(shè)計(jì)有側(cè)向開槽和連接點(diǎn)，用于伸縮陣列模塊間的相互限位和支撐。

6、可選的，所述電控單元利用fpga對(duì)每個(gè)伸縮陣列模塊進(jìn)行電壓控制，進(jìn)而控制壓電彈簧的伸縮量，優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)與打印模型的貼合度。

7、可選的，所述壓電彈簧的彈力與加載的電壓正相關(guān)。

8、可選的，所述伸縮筒兩側(cè)開槽，另外兩側(cè)設(shè)置連接點(diǎn)，相鄰的伸縮陣列模塊之間通過槽和連接點(diǎn)進(jìn)行滑動(dòng)配合，以及上下限位、相互支撐。

9、可選的，所述陣列組件采用30x30的模塊化陣列布局。

10、可選的，所述伸縮筒與套筒可拆卸連接。

11、可選的，支撐系統(tǒng)還包括智能分析單元，用于在3d模型切片后自動(dòng)識(shí)別需要支撐的區(qū)域，并指導(dǎo)電控單元施加相應(yīng)的電壓對(duì)3d模型進(jìn)行支撐。

12、本公開實(shí)施例還提供一種用于3d打印的支撐方法，使用前述的用于3d打印的支撐系統(tǒng)，所述方法的步驟包括：

13、導(dǎo)入3d模型；

14、對(duì)3d模型進(jìn)行切片；

15、智能算法確定支撐形狀；

16、fpga控制器控制電壓實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)支撐；

17、進(jìn)行打?。?/p>

18、陣列組件復(fù)原。

19、本公開實(shí)施例提供的用于3d打印的支撐系統(tǒng)及方法，可以實(shí)現(xiàn)以下技術(shù)效果：

20、本發(fā)明提供了一種創(chuàng)新的用于3d打印的支撐系統(tǒng)及方法，通過高度可調(diào)的伸縮陣列模塊、智能電控技術(shù)與壓電彈簧驅(qū)動(dòng)的結(jié)合，有效解決了傳統(tǒng)3d打印中復(fù)雜支撐結(jié)構(gòu)帶來的材料浪費(fèi)、打印效率低下及支撐去除難題。本系統(tǒng)顯著提升了打印效率，保證了打印件的精度和完整性，為3d打印技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

21、以上的總體描述和下文中的描述僅是示例性和解釋性的，不用于限制本申請(qǐng)。

技術(shù)特征：

1.一種用于3d打印的支撐系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于3d打印的支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述電控單元利用fpga對(duì)每個(gè)伸縮陣列模塊進(jìn)行電壓控制，進(jìn)而控制壓電彈簧的伸縮量，優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)與打印模型的貼合度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于3d打印的支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述壓電彈簧的彈力與加載的電壓正相關(guān)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于3d打印的支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述伸縮筒兩側(cè)開槽，另外兩側(cè)設(shè)置連接點(diǎn)，相鄰的伸縮陣列模塊之間通過槽和連接點(diǎn)進(jìn)行滑動(dòng)配合，以及上下限位、相互支撐。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述用于3d打印的支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述陣列組件采用30x30的模塊化陣列布局。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述用于3d打印的支撐系統(tǒng)，其特征在于，所述伸縮筒與套筒可拆卸連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述用于3d打印的支撐系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

8.一種用于3d打印的支撐方法，其特征在于，使用如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的用于3d打印的支撐系統(tǒng)，所述方法的步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及3D打印支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，公開一種用于3D打印的支撐系統(tǒng)及方法，包括陣列組件，陣列組件包括多個(gè)可獨(dú)立或協(xié)同控制的伸縮陣列模塊；每個(gè)伸縮陣列模塊內(nèi)置有電控單元、壓電彈簧、伸縮筒和套筒結(jié)構(gòu)，壓電彈簧和套筒安裝在伸縮筒內(nèi)，壓電彈簧的一端連接伸縮筒的內(nèi)壁，另一端連接套筒的第一端，套筒的第二端與陣列組件的底部連接，伸縮筒用于支撐3D模型，壓電彈簧的伸縮量由電控單元通過控制電壓來調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)支撐高度的動(dòng)態(tài)調(diào)整；伸縮筒設(shè)計(jì)有側(cè)向開槽和連接點(diǎn)，用于伸縮陣列模塊間的相互限位和支撐。本申請(qǐng)顯著提升了打印效率，保證了打印件的精度和完整性，為3D打印技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

技術(shù)研發(fā)人員：許虹怡,李青巖,鐘皖生,王碩,劉進(jìn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖州師范學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6