專利名稱：一種印章的3d打印制造方法
技術領域：
本發明涉及印章的加工技術領域，具體為一種印章的3D打印制造方法。
背景技術：
印章作為中華民族的傳統藝術代表之一已經傳承了幾千年，傳統印章多由基體材料通過切削、雕刻等方法加工而成，其屬于“減材制造”，其基體材料主要為傳統的石材、陶(泥)、木料等材料以及近代出現的樹脂、其他高分子材料等，傳統通過減材制造方法加工而成的印章其結構形式單一，而采用金屬材料如銅、金、銀等材料作為基材進行印章的制作多采用機加工或者鑄造的方法，其雖然可以豐富印章的結構形式，但是其制作過程繁瑣，制作成本高。
發明內容
針對上述問題，本發明提供了一種印章的3D打印制造方法，其既能克服傳統印章結構形式單一的問題，又能解決金屬材質印章制作繁瑣、成本高的問題。其技術方案是這樣的，其特征在于:其采用增材制造技術進行印章的制作，其主要包括以下步驟:
(1)對于印章的整體結構進行電腦三維模型的建立；
(2)對印章所述電腦三維模型進行二維化處理，即將所述電腦三維模型沿Z軸方向按相等的層厚分割成一系列二維圖形；
(3)根據所述一系列二維圖形生成相應的激光掃描路徑；
(4)在增材制造設備加工平臺上均勻地鋪設一層材料粉末；
(5)利用高能激光或電子束按所述激光掃描路徑掃描所述加工平臺上的材料粉末，受所述高能激光或電子束掃描的材料粉末熔化后固結于所述加工平臺表面；
(6)在已經熔結了一層圖形的加工平臺表面鋪設第二層材料粉末；
(7)依次重復步驟(5)、(6)，直至印章整體成形；
(8)再將與熔結于加工平臺的印章與加工平臺一起整體從增材制造設備中移出，清理印章表面與內部浮粉，采用線切割的方式將印章從加工平臺表面分離。其進一步特征在于:
每一層鋪設于所述加工平臺上的材料粉末的厚度與所述步驟(2)中的層厚相等；
所述層厚為0.0lmm 0.1 mm ；
所述材料粉末的顆粒直徑在0-60 u m左右；
所述增材制造技術包括熔融堆積技術(FDM)、電子束熔融(EBM)、激光近凈成形(LEMS)、選擇性激光燒結(SLS)、直接金屬粉末燒結(DMLS)、3D打印(3DP)技術中的任一種；
所述材料粉末為丙烯酸-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚酯、聚苯、鈦合金、鋁合金、鎳基合金、不銹鋼、工具鋼、銅、貴金屬以及其他可用于增材制造的金屬、高分子和陶瓷材料中的任一種。采用本發明方法進行印章的制作，其有益效果在于:其采用增材制造的方法來進行印章的制作，其是通過電腦控制聚焦高能激光束或電子束的掃描路徑，在高溫下局部熔化粉末金屬材料、并逐層堆積，從而根據三維復雜電腦模型直接生成致密的幾何形狀的實體零件，因而其能根據客戶要求設計制造不同的結構形式的印章，克服了采用傳統減材制造方法制作的印章結構形式單一的問題，同時其極大地彌補了傳統機加工和鑄造工藝的缺陷，提高了印章的制作效率、降低了制作成本。
圖1為本發明印章的3D打印制作印章的原理示意 圖2為實施例中采用本發明方法制作的印章結構示意 圖3為本發明實施例中印章的印面示意圖。
具體實施例方式實施例:
一種印章的3D打印制造方法，其增材制造設備采用EOSINT M280，配套軟件為PSW3.5，
(I)根據客戶的要求，使用如solidworks、UG、ProE或者CATIA等三維作圖軟件為其設計印章的整體三維模型，包括印章的印面、印紐、邊款，其中印章主體可為實體結構、也可為鏤空結構，印面以及邊款的設計可以是電腦生成文字或圖案，也可以是根據書畫作品、筆跡、照片等生成的浮雕或鏤空藝術效果的立面；本實施例中的印章結構，見圖2和圖3，1為印紐，2為印章主體，3為邊款，4為印面，(2)使用軟件RP-Tools對印章的三維模型進行二維化處理:即將該結構在Z軸軸方向切割成層厚均為0.01 y m的一系列二維圖形層片；(3)再將該系列二維圖形導入軟件EOS PSW3.5，該軟件根據圖像自動計算出每一層二維圖形的激光掃描路徑及使用參數；(4)再在設備加工平臺6表面鋪展第一層金屬粉末；(5)然后計算機將根據導入PSW3.5的二維圖像列的首張圖像控制聚焦激光在粉層的相應位置進行掃描，高能的聚焦激光熔化其掃描路徑范圍內的金屬粉末，并將其與加工平臺牢牢的固定在一起；(6)第一層燒結完畢后，刮刀8自右向左在已經燒結了一層圖形的加工平臺表面鋪展第二層粉，之后電腦控制激光光源依照第二層數模的圖形選擇性熔化金屬粉末，并與第一層結構融合在一起，重復依次步驟(6)，直到完成整個印章的制造，然后將與熔結于加工平臺的印章與加工平臺一起整體從增材制造設備中移出，清理印章表面與內部浮粉，采用線切割的方式將印章從加工平臺表面分離即可，根據客戶要求還可再對成形的印章進行噴丸、噴砂或拋光等表面處理，最終完成。其中，每次鋪展的粉層厚度等同于二維化處理時的單層數據層厚，以達到Z軸尺寸的精確性。圖1中，5為供粉平臺；6為設備加工平臺，其可以上下移動；7為粉末收集平臺，其用于收集使用過的金屬粉末；8為刮刀，其可左右水平移動，用于將金屬粉末均勻的鋪展于設備加工平臺6的表面，9為聚集激光束；10為鋪展于設備加工平臺6表面的金屬粉末不意。
權利要求
1.一種印章的3D打印制造方法，其特征在于:其采用增材制造技術進行印章的制作，其主要包括以下步驟: (1)對于印章的整體結構進行電腦三維模型的建立； (2)對印章所述電腦三維模型進行二維化處理，即將所述電腦三維模型沿Z軸方向按相等的層厚分割成一系列二維圖形； (3)根據所述一系列二維圖形生成相應的激光掃描路徑； (4)在增材制造設備加工平臺上均勻地鋪設一層材料粉末； (5)利用高能激光或電子束按所述激光掃描路徑掃描所述加工平臺上的材料粉末，受所述高能激光或電子束掃描的材料粉末熔化后固結于所述加工平臺表面； (6)在已經熔結了一層圖形的加工平臺表面鋪設第二層材料粉末； (7)依次重復步驟(5)、(6)，直至印章整體成形； (8)再將與熔結于加工平臺的印章與加工平臺一起整體從增材制造設備中移出，清理印章表面與內部浮粉，采用線切割的方式將印章從加工平臺表面分離。
2.根據權利要求1所述的一種印章的3D打印制造方法，其特征在于:每一層鋪設于所述加工平臺上的材料粉末的厚度與所述步驟(2)中的層厚相等。
3.根據權利要求2所述的一種印章的3D打印制造方法，其特征在于:所述層厚為0.0lmm 0.1 mm0
4.根據權利要求2所述的一種印章的3D打印制造方法，其特征在于:所述材料粉末的顆粒直徑在0-60 iim。
5.根據權利要求1所述的一種印章的3D打印制造方法，其特征在于:所述增材制造技術包括熔融堆積技術(FDM)、電子束熔融(EBM)、激光近凈成形(LEMS)、選擇性激光燒結(SLS )、直接金屬粉末燒結(DMLS )、3D打印(3DP )技術中的任一種。
6.根據權利要求1所述的一種印章的3D打印制造方法，其特征在于:所述材料粉末為丙烯酸-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚酯、聚苯、鈦合金、鋁合金、鎳基合金、不銹鋼、工具鋼、銅、貴金屬以及其他可用于增材制造的金屬、高分子和陶瓷材料中的任一種。
全文摘要
本發明提供了一種印章的3D打印制造方法，其既能克服傳統印章結構形式單一的問題，又能解決金屬材質印章制作繁瑣、成本高的問題。其采用增材制造技術進行印章的制作先對印章的整體結構進行電腦三維建模；再將電腦三維模型沿Z軸方向按相等的層厚分割成一系列二維圖形，并根據上述二維圖形生成相應的激光掃描路徑；用高能激光或電子束按激光掃描路徑掃描預先鋪設于增材制造設備加工平臺表面上的材料粉末，材料粉末受掃描熔化后固結于加工平臺表面；在已經熔結了一層圖形的加工平臺表面再鋪設一層材料粉末并用激光掃描直至印章整體成形；再將熔結于加工平臺上的印章與加工平臺一起從增材制造設備中移出，將印章從加工平臺表面分離。
文檔編號C04B35/622GK103143706SQ201310072770
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月7日 優先權日2013年3月7日
發明者吳鑫華, 梅俊發, 王安琪, 孫梅, 楊志逸, 尤林華 申請人:無錫安迪利捷貿易有限公司