阅读说明：本技术 一种基于3d打印的汽车用零件的制备方法 (3D printing-based preparation method of automobile parts ) 是由 于洪阳 滕腾 张薇 任书伯 于 2019-11-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于3D打印的汽车用零件的制备方法,其属于增材制造技术领域,包括：S1、建立汽车用零件的数字模型；S2、将数字模型转换为STL文件；S3、将STL文件导入3D打印系统中,并在3D打印系统内将数字模型进行分层设置；S4、在打印基板上涂覆胶粘层；S5、逐层打印汽车用零件,包括：S51、将打印主材料在试验箱中干燥24小时后,再放入干燥器中进行冷却；S52、对打印喷头进行预热,对打印室及打印基板进行升温；S53、按照步骤S3中的分层设置,将打印喷头与打印基板之间的距离调整为数字模型最下方层的层厚；S54、按照数字模型的分层设置,设计打印喷头的行走轨迹；S55、打印喷头按照行走轨迹逐层打印汽车用零件。本发明能够降低生产成本。(The invention discloses a 3D printing-based preparation method of an automobile part, which belongs to the technical field of additive manufacturing and comprises the following steps: s1, establishing a digital model of the automobile part; s2, converting the digital model into an STL file; s3, importing the STL file into a 3D printing system, and carrying out layered setting on the digital model in the 3D printing system; s4, coating an adhesive layer on the printing substrate; s5, printing the parts for the automobile layer by layer, including: s51, drying the main printing material in a test box for 24 hours, and then putting the main printing material into a dryer for cooling; s52, preheating the printing nozzle, and heating the printing chamber and the printing substrate; s53, adjusting the distance between the printing spray head and the printing substrate to be the layer thickness of the lowest layer of the digital model according to the layered arrangement in the step S3; s54, designing a walking track of the printing nozzle according to the layered arrangement of the digital model; and S55, printing the automobile parts layer by the printing nozzle according to the traveling track. The invention can reduce the production cost.)

一种基于3D打印的汽车用零件的制备方法

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种基于3D打印的汽车用零件的制备方法。

背景技术

汽车在给人类生活带来便利的同时，也给人类的生活带来了一些不利的影响，例如行车过程中产生的噪音污染。

为了避免噪音污染给人类生活带来的不便，人们对汽车的降噪技术越来越关注。***作为汽车主动降噪的重要零部件之一，直接影响着汽车的降噪能力。汽车的***一般包括起结构支撑的上下壳体和内插管结构的芯轴，芯轴外壁设计成穿孔板的结构。此类零件多采用塑料注塑工艺制造，将上、下壳体和芯轴分别注塑成型，芯轴放入壳体内，上下壳体焊接制成***。

采用注塑工艺制造***，需要专门针对***设计相应的模具，模具需要滑块、模仁等结构的设计与匹配，模具的加工周期长，成本高，不适用于小批量、多品种的定制化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于3D打印的汽车用零件的制备方法，能够快速加工出***，能够适用于小批量、多品种的定制化生产。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种基于3D打印的汽车用零件的制备方法，包括如下步骤：

S1、建立所述汽车用零件的数字模型；

S2、将所述数字模型转换为3D打印系统能够识别的STL文件；

S3、将所述STL文件导入所述3D打印系统中，并在所述3D打印系统内将所述数字模型进行分层设置，使得所述数字模型为多层结构；

S4、在打印基板上涂覆胶粘层；

S5、逐层打印所述汽车用零件，具体包括如下步骤：

S51、将打印主材料在试验箱中干燥24小时后，再放入干燥器中进行冷却；

S52、对打印喷头进行预热，对打印室及打印基板进行升温；

S53、按照所述步骤S3中的分层设置，将所述打印喷头与所述打印基板之间的距离调整为所述数字模型最下方层的层厚；

S54、按照所述数字模型的分层设置，设计所述打印喷头的行走轨迹；

S55、所述打印喷头按照所述行走轨迹逐层打印所述汽车用零件。

可选地，所述打印喷头包括树脂喷头和连续纤维喷头，在所述步骤S52中，将所述树脂喷头预热至265℃-275℃，将所述连续纤维喷头预热至235℃-255℃。

可选地，在所述步骤S5之前，在所述3D打印系统中设置连续纤维的种类和添加量，打印时所述连续纤维送入所述连续纤维喷头内。

可选地，所述打印主材料为改性尼龙丝材，打印时所述改性尼龙丝材送入所述树脂喷头内。

可选地，所述连续纤维的种类为连续碳纤维、连续玻璃纤维或者连续芳纶纤维。

可选地，所述连续纤维的添加量为0％-60％。

可选地，在所述步骤S5之后，还需要进行如下操作：

S6、将打印出的汽车用零件进行去除支撑、打磨和清理。

可选地，在所述步骤S6中，待所述打印喷头、所述打印室及所述打印基板自然冷却后，再从所述打印室内取出所述汽车用零件，然后对汽车用零件进行去除支撑、打磨和清理。

可选地，所述试验箱的温度为100℃-110℃。

本发明提出的基于3D打印的汽车用零件的制备方法，采用3D打印的方式代替传统的注塑成型方式，能够快速完成汽车用零件的制造，降低生产成本；在打印基板上涂覆胶粘层，打印出的最下层的层面与打印基板粘附良好，进而能够保证逐层打印过程中，打印出来的零件部分能够始终稳定粘附在基板上，保证打印零件的精准性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于3D打印的汽车用零件的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

参见图1，本实施例提供一种基于3D打印的汽车用零件的制备方法，具体地，该制备方法用于制备汽车***。

具体地，基于3D打印的汽车用零件的制备方法包括如下步骤：

S1、建立汽车用零件的数字模型；可选地，本实施例中，通过三维设计设计***的三维数字模型，或者采用扫描仪扫描注塑成型的***实现三维数字模型的建立；

S2、将数字模型转换为3D打印系统能够识别的STL文件；

S3、将STL文件导入3D打印系统中，并在3D打印系统内将数字模型进行分层设置，使得数字模型为多层结构；具体地，本实施例中，每一层的层厚为50μm-200μm；可选地，数字模型可以为等层厚的多层结构，当然，各个层截面的厚度也可以根据需要进行设置；

S4、在打印基板上涂覆胶粘层；可选地，采用胶棒在基板上薄薄地涂覆一层，以提高打印出来的***与打印基板的粘附性，避免因零件接触基板面积小而在3D打印过程中发生移动；

S5、逐层打印汽车用零件；

S6、将打印出的汽车用零件进行去除支撑、打磨和清理；具体地，本步骤中，待打印喷头、打印室及打印基板自然冷却后，再从打印室内取出汽车用零件，然后对汽车用零件进行去除支撑、打磨和清理，等待打印喷头、打印室及打印基板自然冷却，能够减轻成型过程中零件内部应力集中导致的分层、翘曲等变形问题，提高产品质量；可选地，采用砂纸对打印出的汽车用零件进行打磨，优选地，选用200目以上的砂纸。

在逐层打印的过程中，打印最下层时，打印出的最下层的层面与打印基板粘附良好，进而能够保证逐层打印过程中，打印出来的零件部分能够始终稳定粘附在基板上，保证打印零件的精准性。

具体地，本实施例中，步骤S5包括如下步骤：

S51、将打印主材料在试验箱中干燥24小时后，再放入干燥器中进行冷却；具体地，试验箱的温度为100℃-110℃，将打印主材料在干燥器中冷却至室温；具体地，本实施例中，室温为16℃-26℃；

S52、对打印喷头进行预热，对打印室及打印基板进行升温；具体操作时，打印室及打印基板以5℃/min-10℃/min的升温速率升至35℃-45℃，保证升温过程的均匀性；

S53、按照步骤S3中的分层设置，将打印喷头与打印基板之间的距离调整为数字模型最下方层的层厚；本实施例中，将最下层称为第一层，自下而上各个层界面依次为第一层、第二层、第三层……

S54、按照数字模型的分层设置，设计打印喷头的行走轨迹；具体地，本实施例中的行走轨迹包括：打印喷头沿竖直方向的移动轨迹和沿水平方向的移动轨迹；沿竖直方向上，打印喷头逐次上升一个层界面的厚度，沿水平方向，打印喷头按照移动轨迹完成一个层界面的打印；

S55、打印喷头按照行走轨迹逐层打印汽车用零件。

本实施例中，采用双喷头3D打印机，打印喷头包括树脂喷头和连续纤维喷头，树脂喷头为螺杆旋转送丝结构，连续纤维喷头为挤压式送丝结构，将树脂喷头预热至265℃-275℃，将连续纤维喷头预热至235℃-255℃。可选地，本实施例中，打印主材料为改性尼龙丝材，打印时改性尼龙丝材送入树脂喷头内；可选地，改性尼龙丝材的直径为1.7-1.8mm，改性尼龙丝材由短切碳纤维改性，短切碳纤维含量为0％-20％。连续纤维喷头用于向部分层界面添加连续纤维，在步骤S5之前，在3D打印系统中设置连续纤维的种类和添加量，打印时连续纤维送入连续纤维喷头内，具体地，在步骤S3中，在3D打印系统中设置连续纤维的种类和添加量；可选地，连续纤维的种类为连续碳纤维、连续玻璃纤维或者连续芳纶纤维，连续纤维的添加量为0％-60％。

具体地，在步骤S55中，通过控制系统将直径为0.4mm的树脂打印喷头按照步骤S3中设置的层厚调至距基板相同的距离，经齿轮送丝机构将直径为1.7mm-1.8mm的改性尼龙丝材匀速送入已经预热好的树脂喷头，3D打印系统的打印喷头按照分层截面设置的轨迹行进，打印出***零件的第一层，而后按照系统设置的分层路径，分别打印第二层、第三层……直至完成***零件的打印；打印过程中，直径为0.4mm的连续纤维经齿轮送丝机构匀速送入预热好的连续纤维喷头，按照设置的连续纤维添加量，在局部分层截面，连续纤维喷头按设置的轨迹行进，与树脂喷头交替工作，直至完成***零件实体的3D打印。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。