專利名稱:三維打印輔助裝置及三維打印系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種包含三維打印筆的三維打印系統(tǒng)，其包括控制單元及與該控制單元通訊連接的切片投影單元與切片切換單元；其中，控制單元包括用于接收三維物體的數(shù)字模型的數(shù)據(jù)接口模塊；切片投影單元包括投影儀，投影儀用于向三維打印筆的打印面投射三維物體的數(shù)字模型的切片層的可見影像；切片切換單元用于控制投影儀對三維物體的數(shù)字模型的不同切片層的可見影像投射的切換。本三維打印系統(tǒng)降低了三維打印筆的使用對使用者的美術(shù)功底要求，非美術(shù)專業(yè)的使用者也可以用三維打印筆打印出三維物體。此外，本實(shí)用新型還提供一種與三維打印筆配套使用的三維打印輔助裝置。
【專利說明】三維打印輔助裝置及三維打印系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及三維打印輔助裝置和三維打印系統(tǒng)，特別涉及用于與三維打印筆配套使用的三維打印輔助裝置和包含有三維打印筆的三維打印系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]三維打印，是一種利用塑料或粉末狀金屬等材料，通過逐層打印的方式構(gòu)造三維物體的技術(shù)。
[0003]三維打印通常是靠三維打印機(jī)進(jìn)行打印來實(shí)現(xiàn)，隨著三維打印技術(shù)的發(fā)展，三維打印筆作為一種利用增材制造技術(shù)打印三維物體的手持設(shè)備，其能夠方便打印出三維物體而備受歡迎，與三維打印機(jī)相比，三維打印筆不僅可以供使用者涂鴉出具有個性的三維模型，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小及攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]公布號為CN103341975A的專利文獻(xiàn)中公布了一種三維打印筆，包括機(jī)殼及設(shè)于機(jī)殼內(nèi)的噴頭、加熱腔、電機(jī)裝置、送料管、控制板、按鍵板及散熱風(fēng)扇。噴頭設(shè)于機(jī)殼的頂端；加熱腔設(shè)于噴頭的下方，包括中空鋁塊、加熱片、保溫隔熱層；電機(jī)裝置包括電機(jī)、主動輪及從動輪；送料管貫穿于機(jī)殼內(nèi)部；控制板上設(shè)有控制模塊、電源模塊、加熱模塊、按鍵板接口模塊及電機(jī)模塊，其中，電源模塊連接控制模塊；按鍵板上設(shè)有電機(jī)正反轉(zhuǎn)按鍵及按鍵接口。使用該三維打印筆打印三維物體的過程如下，絲料狀的成型材料從送料管的進(jìn)料口進(jìn)入送料管，在主動輪與從動輪的推動下，可在送料管內(nèi)來回移動，按下電機(jī)正轉(zhuǎn)鍵，成型材料向三維打印筆噴嘴處移動，成型材料經(jīng)過加熱腔后被融化為熔融狀，從噴嘴擠出并冷卻凝固，通過移動三維打印筆在空間的位置，就可以打印出各種形狀的三維物體；需要更換成型材料時，按下電機(jī)反轉(zhuǎn)按鍵，電機(jī)反轉(zhuǎn)，絲料狀成型材料向送料管的進(jìn)料口處移動，從進(jìn)料口中退出。
[0005]在公告號為CN203637175U的專利文獻(xiàn)中公告了一種三維打印筆，包括筆桿、筆嘴及設(shè)于筆桿與筆嘴之間的擠出筒，在擠出筒內(nèi)設(shè)有與筆嘴連通的擠出腔，在擠出腔內(nèi)設(shè)有用于熔融筆芯的加熱器及用于輸送熔融筆芯的螺旋輸送件，該螺旋輸送件包括轉(zhuǎn)軸及設(shè)于轉(zhuǎn)軸上的螺旋葉片，轉(zhuǎn)軸的一端伸入筆嘴內(nèi)，另一端通過連桿與固定于擠出腔外的電機(jī)連接。該三維打印筆的工作過程如下，將成型材料制成筆芯的形式，用加熱器將筆芯加熱至熔融狀態(tài)，通過螺旋輸送件，將熔融狀態(tài)的筆芯擠出筆嘴，可以利用該三維打印筆進(jìn)行快速地打印出各種形狀的三維物體。
[0006]公布號為CN103817936A的專利文獻(xiàn)中公布了一種活塞式三維打印筆；公布號為CN103817937A的專利文獻(xiàn)中公布了一種蠕動式三維打印筆；公告號為CN203637195U的專利文獻(xiàn)中公告了一種可以使用不同直徑絲料狀成型材料的三維打印筆。
[0007]針對已有三維打印筆散熱效果不好的缺陷，公布號為CN103707511A的專利文獻(xiàn)中公布了一種外殼的表面不容易發(fā)熱的三維打印筆。
[0008]上述三維打印筆由于具有結(jié)構(gòu)簡單及攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，備受使用者歡迎，既可以用其打印出形態(tài)各異的三維物體，也可以用其對破損的三維物體進(jìn)行微小的修補(bǔ)；但是，由于驅(qū)動三維打印筆空間運(yùn)動的動力來源于人手，對于沒有受過美術(shù)專業(yè)訓(xùn)練的使用者，難以用其按照構(gòu)思的模型打印出想要的三維物體，使三維打印筆技術(shù)難以得到推廣及運(yùn)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的主要目的是提供一種包含有三維打印筆的三維打印系統(tǒng)，旨在降低三維打印筆的使用對使用者的美術(shù)功底要求，便于非美術(shù)專業(yè)使用者用三維打印筆進(jìn)行打印三維物體。
[0010]本實(shí)用新型的另一目的是提供一種用于與三維打印筆配套使用的三維打印輔助裝置，旨在降低三維打印筆的使用對使用者的美術(shù)功底要求，便于非美術(shù)專業(yè)使用者用三維打印筆進(jìn)行打印三維物體。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述主要目的，本實(shí)用新型提供的三維打印系統(tǒng)包括三維打印筆，還包括控制單元及與該控制單元通訊連接的切片投影單元和切片切換單元；其中，控制單元包括用于接收三維物體的數(shù)字模型的數(shù)據(jù)接口模塊；切片投影單元包括投影儀，投影儀用于向三維打印筆的打印面投射單層三維物體的數(shù)字模型的切片層的可見影像，即向?qū)⒁蛴〉那衅瑢拥幕鶞?zhǔn)面投射將要打印的切片層的可見影像，用于指引使用者按可見影像在打印面上打印出該層切片層；切片切換單元用于控制投影儀對三維物體的數(shù)字模型的不同切片層的可見影像投射的切換。
[0012]由以上方案可見，由于該三維打印系統(tǒng)不僅包括三維打印筆，還包括控制單元、切片投影單元及切片切換單元，使其不僅具備三維打印筆體積小、結(jié)構(gòu)簡單及攜帶方便的優(yōu)點(diǎn)，還可以通過切片投影單元在三維打印筆的打印面上投射將要打印的切片層的可見影像，使用者就可以按照該可見影像的指引在打印面上打印出這一層切片層，打印完該層切片層后，該切片層的上表面將成為后一層切片層的打印面，通過切片切換單元控制投影儀將后一層切片層的可見影像投射到剛打印完的切片層上表面上，就可以使用三維打印筆在投射可見影像的指引下打印出后一層切片層，按照上述方法逐層地打印出三維物體。相比于現(xiàn)有三維打印筆要求使用者不僅需要知道所打印三維物體的整體輪廓及尺寸，還要知道所打印三維物體的每一層切片層形狀，這需要極高的空間想象力，該三維打印系統(tǒng)降低了對使用者的美術(shù)功底要求，非美術(shù)專業(yè)的使用者也可以用其打印出三維物體。
[0013]具體的方案為該三維打印系統(tǒng)還包括冷卻單元，該冷卻單元用于向三維打印筆的打印面提供冷卻氣流。冷卻氣流對打印至打印面上的熔融狀態(tài)成型材料提供冷卻氣流，使其迅速冷卻凝固，為后一層切片層的打印提供良好的打印面。
[0014]更具體的方案上述三維打印系統(tǒng)還包括底座；其中，冷卻單元包括海綿塊、風(fēng)機(jī)、引流管及冷氣噴嘴；底座上形成有用于容納海綿塊的冷源腔室及用于容納風(fēng)機(jī)的抽氣腔室；冷源腔室的敞口朝向底座的底面或底座的側(cè)面，冷源腔室與敞口相對的一內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有抽氣室的進(jìn)風(fēng)口 ；抽氣室的出風(fēng)口與引流管的進(jìn)口相連通，冷氣噴嘴與引流管的出口相連通。
[0015]由以上方案可見，在開始打印三維物體前，可將海綿塊浸泡于冰水或冷卻水中，在打印三維物體的過程中，可以為切片層的冷卻提供更低溫度的冷卻氣流。
[0016]一個再具體的方案為冷氣噴嘴相對底座空間位置可調(diào)地安裝于底座上，投影儀相對冷氣噴嘴空間位置可調(diào)地安裝于該冷氣噴嘴上。該三維打印系統(tǒng)可以便于使用者根據(jù)打印面，調(diào)整切片層的可見影像的投射位置及冷卻氣流的作用位置。
[0017]優(yōu)選的方案為底座的上表面上形成有一平面，該平面為三維物體的數(shù)字模型的首層切片層的打印面。
[0018]由以上方案可見，將三維打印筆的首層切片層的打印面設(shè)于底座的上表面上，便于海綿塊中的低溫傳導(dǎo)至首層打印面上，與冷卻氣流一起對三維物體進(jìn)行冷卻。
[0019]另一個再具體的方案為底座的上表面上形成有一平面，該平面為三維物體的數(shù)字模型的首層切片層的打印面。
[0020]更優(yōu)選的方案為上述三維打印筆包括打印頭、送料機(jī)構(gòu)及存料倉；送料機(jī)構(gòu)包括送料倉及置于該送料倉內(nèi)的送料螺桿與用于驅(qū)動該送料螺桿的電機(jī)；送料倉的進(jìn)料口與存料倉的出料口相連通，送料倉的出料口與打印頭的進(jìn)料口相連通；控制單元包括一安裝于三維打印筆遠(yuǎn)離打印頭一端上的控制電路板；切片切換單元包括一安裝于三維打印筆上的切換開關(guān)，該切換開關(guān)與控制電路板電連接。將控制單元、切片切換單元集成于三維打印筆上，使整體結(jié)構(gòu)更加緊湊；并減少打印頭溫度對控制單元的影響。
[0021]再優(yōu)選的方案為，切換開關(guān)安裝于三維打印筆的手握處近旁，底座的上表面上設(shè)有用于夾持三維打印筆的夾持座。該三維打印系統(tǒng)便于使用者對切片層的可見影像投影的切換，在完成三維物體的打印后，可以將三維打印筆放置于夾持座上，便于攜帶。
[0022]為了實(shí)現(xiàn)上述另一目的，本實(shí)用新型提供的用于與三維打印筆配套使用的三維打印輔助裝置包括控制單元及與該控制單元通訊連接的切片投影單元和切片切換單元；控制單元包括用于接收三維物體的數(shù)字模型的數(shù)據(jù)接口模塊；切片投影單元包括投影儀，投影儀用于向三維打印筆的打印面投射單層三維物體的數(shù)字模型的切片層的可見影像；切片切換單元用于控制投影儀對三維物體的數(shù)字模型的不同切片層的可見影像投射的切換。
[0023]由以上方案可見，將本三維打印輔助裝置與三維打印筆配套使用，可以通過切片投影單元在三維打印筆的打印面上投射將要打印的切片層的可見影像，使用者就可以按照該可見影像的指引在打印面上打印出這一層切片層，打印完該層切片層后，該切片層的上表面將成為后一層切片層的打印面，通過切片切換單元將后一層切片層的可見影像投射到剛打印完的切片層上表面上，就可以使用三維打印筆按照投射的可見影像打印出后一層切片層，按照上述方法逐層地打印出三維物體。相比于現(xiàn)有三維打印筆要求使用者不僅知道所打印三維物體的整體輪廓及尺寸，還要知道所畫三維物體的每一層切片層形狀，這需要極高的空間想象力，使用該三維打印輔助裝置與三維打印筆配套使用后，可以降低三維打印筆的使用對使用者的美術(shù)功底要求，非美術(shù)專業(yè)的使用者也可以用三維打印筆打印出三維物體。
[0024]具體的方案為該三維打印系統(tǒng)還包括底座及用于向三維打印筆的打印面提供冷卻氣流的冷卻單元；冷卻單元包括海綿塊、風(fēng)機(jī)、引流管及冷氣噴嘴；底座上形成有用于容納海綿塊的冷源腔室及用于容納風(fēng)機(jī)的抽氣腔室；冷源腔室的敞口朝向底座的底面或底座的側(cè)面，冷源腔室與敞口相對的一內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有抽氣室的進(jìn)風(fēng)口 ；抽氣室的出風(fēng)口與引流管的進(jìn)口相連通，冷氣噴嘴與引流管的出口相連通；冷氣噴嘴相對底座空間位置可調(diào)地安裝于底座上，投影儀相對冷氣噴嘴空間位置可調(diào)地安裝于冷氣噴嘴上；底座的上表面上形成有一平面，該平面為三維物體的數(shù)字模型的首層切片層的打印面；底座的上表面上設(shè)有用于夾持三維打印筆的夾持座。
[0025]由以上方案可見，可將海綿塊浸泡于冰水或冷卻水中，在與三維打印筆配套打印三維物體的過程中，可以為切片層的打印提供低溫度的冷卻氣流，使熔融狀態(tài)的成型材料能夠迅速冷卻凝固，為后一層切片層的打印提供良好的打印面；該三維打印系統(tǒng)可以便于根據(jù)三維打印筆的打印面，調(diào)整切片層的可見影像的投射位置及冷卻氣流的作用位置。

【附圖說明】

[0026]圖1是本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的控制系統(tǒng)框圖；
[0027]圖2是本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖3是本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)分解圖；
[0029]圖4是本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的底座及冷卻單元的結(jié)構(gòu)分解圖；
[0030]圖5是本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的三維打印筆、控制電路板及切換開關(guān)的立體剖視圖；
[0031]圖6是本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的工作狀態(tài)圖；
[0032]圖7是本實(shí)用新型三維打印輔助裝置第一實(shí)施例的控制系統(tǒng)框圖；
[0033]圖8是本實(shí)用新型三維打印輔助裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)分解圖；
[0034]圖9是本實(shí)用新型三維打印輔助裝置第一實(shí)施例的底座及冷卻單元的結(jié)構(gòu)分解圖；
[0035]圖10是本實(shí)用新型三維打印輔助裝置第一實(shí)施例與三維打印筆配套使用的工作狀態(tài)圖。
[0036]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

【具體實(shí)施方式】
[0037]本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)的構(gòu)思是通過切片投影單元將所需打印的三維物體數(shù)字模型的切片層的可見影像投射于打印面上，使用者可以按照可見影像進(jìn)行打印，降低了使用三維打印筆打印三維物體時對使用者的美術(shù)功底要求，非美術(shù)專業(yè)的使用者也可以用三維打印筆打印出三維物體，以下各【具體實(shí)施方式】中，以巧克力為成型材料，打印一錐臺形巧克力塊為例，對本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)進(jìn)行說明，根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思，成型材料及三維打印筆的選擇，不應(yīng)僅局限于以下各【具體實(shí)施方式】。
[0038]三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例
[0039]參見圖1，三維打印系統(tǒng)I由底座、三維打印筆、冷卻單元、控制單元11及與控制單元11通訊連接的切片投影單元13和切片切換單元15構(gòu)成。
[0040]參見圖2，三維打印系統(tǒng)I的底座16上表面上設(shè)有用于夾持三維打印筆12的夾持座161 ;引流管141的一端與底座16通過萬向鉸連接，冷氣噴嘴142可繞引流管141的軸線旋轉(zhuǎn)地安裝于引流管142的另一端；微型紅外投影儀131與冷氣噴嘴142通過萬向鉸連接。
[0041]參見圖3，底座16的上表面上形成有一圓形的平面162，平面162為三維打印筆12進(jìn)行打印三維物體的首層切片層的基準(zhǔn)面，即首層切片層的打印面；底座16內(nèi)部形成有一敞口朝向底座16的底面的冷源腔室，該冷源腔室用于容納海綿塊143，底座16具有一與敞口相配合的底蓋163，底蓋163上形成有通風(fēng)孔1631，底座16的上表面向外凸形成一圓凸臺164，圓凸臺164內(nèi)形成有一用于容納風(fēng)機(jī)144的抽氣腔室。
[0042]參見圖4，抽氣腔室166的敞口 1661為抽氣腔室166與冷源腔室165相連通的進(jìn)氣口 ；抽氣腔室166的出氣口 1662與引流管141的進(jìn)口相連通。
[0043]參見圖5，三維打印筆12由打印頭121、送料機(jī)構(gòu)122、存料倉123及啟動開關(guān)構(gòu)成；打印頭121由加熱器1212及設(shè)于加熱器1212末端的打印噴嘴1211構(gòu)成；送料機(jī)構(gòu)122由送料倉1223及置于送料倉1223內(nèi)的電機(jī)1221與送料螺桿1223構(gòu)成，電機(jī)1221的轉(zhuǎn)子軸與送料螺桿1222傳動連接；存料倉123上設(shè)有一加料口 1231，存料倉123的出料口 1232也是送料倉1223的進(jìn)料口 ；打印頭121設(shè)于送料機(jī)構(gòu)122的末端，加熱器1212的加熱腔的進(jìn)料口與送料倉1223的出料口相連通，加熱腔的出料口與打印噴嘴1211的進(jìn)料口相連通。加料口 1231近旁處形成有一帶敞口的腔室1233，腔室1233的敞口上設(shè)有與其相配合的頂蓋1234，腔室1233內(nèi)安裝有一控制電路板111及與該控制電路板111電連接的切換開關(guān)151，控制電路板111上設(shè)有用于接收三維物體的數(shù)字模型的USB接口 1111。
[0044]上述控制電路板111構(gòu)成本例的控制單元11，微型紅外投影儀131構(gòu)成本例的切片投影單元13，USB接口 1111構(gòu)成本例的控制單元11的數(shù)據(jù)接口模塊，海綿塊143、風(fēng)機(jī)
144、引流管141及冷氣噴嘴142構(gòu)成本例的冷卻單元，切換開關(guān)151構(gòu)成本例的切片切換單元15ο
[0045]參見圖1至圖6，使用三維打印系統(tǒng)I進(jìn)行打印錐臺型巧克力塊01的步驟如下:
[0046]步驟1，使用者通過計(jì)算機(jī)建立所需打印錐臺形巧克力塊01的數(shù)字模型，并生成數(shù)字模型的各分層截面的切片層；
[0047]步驟2，將包含各切片層的數(shù)字模型通過USB接口 111傳輸并存儲于控制單元11的存儲模塊中；
[0048]步驟3，在存料倉123內(nèi)填充顆粒狀巧克力，及將浸泡過冰水的海綿塊143安放于冷源腔室165內(nèi)，并蓋上底蓋163 ；
[0049]步驟4，按下切換開關(guān)151，控制電路板111以無線通訊傳輸?shù)姆绞綄⑹讓忧衅瑢拥臄?shù)據(jù)傳送給微型紅外投影儀131，微型紅外投影儀131將首層切片層的可見影像投射于平面162上，調(diào)整微型紅外投影儀131及冷氣噴嘴142的空間位置，使首層切片層的可見影像正好投射于平面162上，冷氣噴嘴142噴出的冷卻氣流正好作用于平面162上；
[0050]步驟5，開啟三維打印筆12的啟動開關(guān)，電機(jī)1221驅(qū)動送料螺桿1222工作，將顆粒狀巧克力送入加熱腔內(nèi)，在加熱器1212的加熱下成熔融狀態(tài)，在送料螺桿1222繼續(xù)送料推力的作用下，呈熔融狀態(tài)的巧克力從打印噴嘴1211擠出；
[0051]步驟6，推動三維打印筆12按照呈現(xiàn)于平面162上的可見影像將熔融狀態(tài)的巧克力擠到打印面上，并由于冷卻氣流的冷卻而凝固完成首層切片層的打?。?br> [0052]步驟7，在完成首層切片層的打印后，關(guān)閉三維打印筆12的啟動開關(guān)，按下切換開關(guān)151，將第二層切片層的可見影像投影于首層切片層的上表面上，再打開啟動開關(guān)，推動三維打印筆12，按照第二層切片層的可見影像打印出第二層切片層；
[0053]步驟8，以重復(fù)打印第二層切片層的方式逐層地打印出錐臺形巧克力塊01。
[0054]由于本例三維打印系統(tǒng)具有切片投影單元，非美術(shù)專業(yè)人員也可以用其進(jìn)行打印一些造型設(shè)計(jì)的巧克力塊。
[0055]三維打印系統(tǒng)第二實(shí)施例
[0056]作為對本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第二實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0057]打印頭只包含打印噴嘴，打印噴嘴的進(jìn)料口與送料倉的出料口相連通，在存料倉中加入已加熱至熔融狀態(tài)的巧克力，熔融狀態(tài)的巧克力經(jīng)送料螺桿的輸送從打印噴嘴中擠出。
[0058]三維打印系統(tǒng)第三實(shí)施例
[0059]作為對本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第三實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0060]控制電路板上設(shè)有一 SD卡接口，使用者將需要打印的三維物體的數(shù)字模型拷入SD卡中，在打印前將SD卡插入SD卡接口中，控制單元直接從SD卡中讀取三維物體的數(shù)字模型的切片層數(shù)據(jù)并傳送給微型紅外投影儀進(jìn)行投射，SD卡接口為本例的控制單元的數(shù)據(jù)接口模塊。
[0061]三維打印系統(tǒng)第四實(shí)施例
[0062]作為對本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第四實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0063]控制電路板上設(shè)有一與其電連接的存儲器，存儲器中存儲有所需打印三維物體的數(shù)字模型，存儲器與控制電路板間的電接口為本例的控制單元的數(shù)據(jù)接口模塊。
[0064]三維打印系統(tǒng)第五實(shí)施例
[0065]作為對本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第五實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0066]控制電路板安裝于底座上，切換開關(guān)安裝于三維打印筆的手握處近旁，控制電路板與冷卻單元及切片投影單元間為電連接，切換開關(guān)與控制電路板間為無線通訊連接。
[0067]三維打印系統(tǒng)第六實(shí)施例
[0068]作為對本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第六實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0069]冷源腔室的敞口朝向底座的一個側(cè)面，在冷源腔室與該側(cè)面相對的另一內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有抽氣室的進(jìn)風(fēng)口。
[0070]三維打印系統(tǒng)第七實(shí)施例
[0071]作為對本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第七實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0072]冷氣噴嘴與底座之間通過一段蛇皮管連接，微型紅外投影儀與冷氣噴嘴之間通過一段蛇皮管連接，引流管為一安裝于蛇皮管內(nèi)的軟管，利用蛇皮管具有任意角度折彎的特性，便于對冷氣噴嘴及微型紅外投影儀相對底座的空間位置進(jìn)行調(diào)整。
[0073]三維打印系統(tǒng)第八實(shí)施例
[0074]作為對本實(shí)用新型三維打印系統(tǒng)第八實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印系統(tǒng)第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0075]首層切片層的打印面為一已經(jīng)制作好糕點(diǎn)的上表面，在使用過程中，將切片層的可見影像投射到該糕點(diǎn)的上表面上，并將冷氣噴嘴的作用角度調(diào)整至對應(yīng)的位置上，使用三維打印筆直接在該上表面上打印三維物體。
[0076]三維打印輔助裝置第一實(shí)施例
[0077]參見圖7，三維打印輔助裝置2由底座、冷卻單元、控制單元21及與控制單元21通訊連接的切片投影單元23和切片切換單元25構(gòu)成。
[0078]參見圖8，三維打印輔助裝置2的底座26上表面上設(shè)有用于夾持三維打印筆的夾持座261 ;引流管241的一端與底座26通過萬向鉸連接，冷氣噴嘴242可繞引流管241的軸線旋轉(zhuǎn)地安裝于引流管242的另一端；微型紅外投影儀231與冷氣噴嘴242通過萬向鉸連接。底座26的上表面上形成有一圓形的平面262，平面262為三維打印筆進(jìn)行打印三維物體的首層切片層的基準(zhǔn)面，即首層切片層的打印面；底座26內(nèi)部形成有一敞口朝向底座26的底面的冷源腔室，該冷源腔室用于容納海綿塊243，底座26具有一與敞口相配合的底蓋263，底蓋263上形成有通風(fēng)孔2631，底座26的上表面向外凸形成一圓凸臺264，圓凸臺264內(nèi)形成有一用于容納風(fēng)機(jī)244的抽氣腔室?？刂齐娐钒?11安裝于底座26遠(yuǎn)離平面262的一端的側(cè)板上，控制電路板211上設(shè)有用于接收三維物體的數(shù)字模型的USB接口，切換開關(guān)251通過導(dǎo)線27與控制電路板211電連接。
[0079]參見圖9，抽氣腔室266的敞口 2661為抽氣腔室266與冷源腔室265相連通的進(jìn)氣口 ；抽氣腔室266的出氣口 2662與引流管241的進(jìn)口相連通。
[0080]上述控制電路板211構(gòu)成本例的控制單元21，微型紅外投影儀231構(gòu)成本例的切片投影單元23，USB接口構(gòu)成本例的控制單元21的數(shù)據(jù)接口模塊，海綿塊243、風(fēng)機(jī)244、引流管241及冷氣噴嘴242構(gòu)成本例的冷卻單元，切換開關(guān)251構(gòu)成本例的切片切換單元25。
[0081]參見圖7至圖10，使用三維打印輔助裝置2與三維打印筆02配套進(jìn)行打印錐臺型巧克力塊03的步驟如下:
[0082]步驟1，使用者通過計(jì)算機(jī)建立所需打印錐臺形巧克力塊03的數(shù)字模型，并生成數(shù)字模型的各分層截面的切片層；
[0083]步驟2，將包含各切片層的數(shù)字模型通過USB接口傳輸并存儲于控制單元21的存儲模塊中；
[0084]步驟3，在三維打印筆02的存料倉內(nèi)填充顆粒狀巧克力，及將浸泡過冰水的海綿塊243安放于冷源腔室265內(nèi)，并蓋上底蓋263 ；
[0085]步驟4，按下切換開關(guān)251，控制電路板211將首層切片層的數(shù)據(jù)傳送給微型紅外投影儀231，微型紅外投影儀231將首層切片層的可見影像投射于平面262上，調(diào)整微型紅外投影儀231及冷氣噴嘴242的空間位置，使首層切片層的可見影像正好投射于平面262上，冷氣噴嘴242噴出的冷卻氣流正好作用于平面262上；
[0086]步驟5，開啟三維打印筆02的啟動開關(guān)，三維打印筆02將呈熔融狀態(tài)的巧克力從其打印噴嘴擠出；
[0087]步驟6，推動三維打印筆02按照呈現(xiàn)于平面262上的可見影像將熔融狀態(tài)的巧克力擠到打印面上，并由于冷卻氣流的冷卻而凝固完成首層切片層的打??；
[0088]步驟7，在完成首層切片層的打印后，關(guān)閉三維打印筆02的啟動開關(guān)，按下切換開關(guān)251，將第二層切片層的可見影像投影于首層切片層的上表面上，再打開啟動開關(guān)，推動三維打印筆02，按照第二層切片層的可見影像打印出第二層切片層；
[0089]步驟8，以重復(fù)打印第二層切片層的方式逐層地打印出錐臺形巧克力塊03。
[0090]由于本例三維打印輔助裝置具有切片投影單元，非美術(shù)專業(yè)人員也可以用其與三維配套進(jìn)行打印一些造型設(shè)計(jì)的巧克力塊。
[0091]三維打印輔助裝置第二實(shí)施例
[0092]作為對本實(shí)用新型三維打印輔助裝置第二實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印輔助裝置第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0093]控制電路板上設(shè)有一 SD卡接口，使用者將需要打印的三維物體的數(shù)字模型拷入SD卡中，在打印前將SD卡插入SD卡接口中，控制單元直接從SD卡中讀取三維物體的數(shù)字模型的切片層數(shù)據(jù)并傳送給微型紅外投影儀進(jìn)行投射，SD卡接口為本例的控制單元的數(shù)據(jù)接口模塊。
[0094]三維打印輔助裝置第三實(shí)施例
[0095]作為對本實(shí)用新型三維打印輔助裝置第三實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印輔助裝置第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0096]控制電路板上設(shè)有一與其電連接的存儲器，存儲器中存儲有所需打印三維物體的數(shù)字模型，存儲器與控制電路板間的電接口為本例的控制單元的數(shù)據(jù)接口模塊。
[0097]三維打印輔助裝置第四實(shí)施例
[0098]作為對本實(shí)用新型三維打印輔助裝置第四實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印輔助裝置第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0099]冷源腔室的敞口朝向底座的一個側(cè)面，在冷源腔室與該側(cè)面相對的另一內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有抽氣室的進(jìn)風(fēng)口。
[0100]三維打印輔助裝置第五實(shí)施例
[0101]作為對本實(shí)用新型三維打印輔助裝置第五實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印輔助裝置第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0102]冷氣噴嘴與底座之間通過一段蛇皮管連接，微型紅外投影儀與冷氣噴嘴之間通過一段蛇皮管連接，引流管為一安裝于蛇皮管內(nèi)的軟管，利用蛇皮管具有任意角度折彎的特性，便于對冷氣噴嘴及微型紅外投影儀相對底座的空間位置進(jìn)行調(diào)整。
[0103]三維打印輔助裝置第六實(shí)施例
[0104]作為對本實(shí)用新型三維打印輔助裝置第六實(shí)施例的說明，以下僅對與上述三維打印輔助裝置第一實(shí)施例的不同之處進(jìn)行說明。
[0105]首層切片層的打印面為一已經(jīng)制作好糕點(diǎn)的上表面，在使用過程中，將切片層的可見影像投射到該糕點(diǎn)的上表面上，并將冷氣噴嘴的作用角度調(diào)整至對應(yīng)的位置上，使用三維打印筆直接在該上表面上打印三維物體。
[0106]本實(shí)用新型中的“通訊連接”為包括一個或多個被配置為在三維打印系統(tǒng)的控制單元與切片投影單元及切片切換單元之間用于傳送數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)線路，包括無線通訊連接及有線通訊連接。
[0107]本實(shí)用新型中的“三維物體的數(shù)字模型”為包括直接使用CAD等三維建模軟件建立的三維模型，該三維模型在導(dǎo)入控制單元的存儲單元后通過切片軟件對其進(jìn)行沿三維坐標(biāo)軸方向中的任意一方向分層切片，從而得到一組二維的切片層數(shù)據(jù)信息；或在計(jì)算機(jī)中完成分層切片后導(dǎo)入控制單元的存儲單元中的一組二維切片層數(shù)據(jù)信息。如果打印的三維物體需要支撐結(jié)構(gòu)，三維物體的數(shù)字模型為包含有支撐結(jié)構(gòu)的數(shù)字模型。
[0108]本實(shí)用新型中的“切片層的可見影像”是一個由若干區(qū)域組成的圖形，若干個區(qū)域只顯示該區(qū)域的輪廓，即只用投影儀投影出各區(qū)域的輪廓；或者顯示整個區(qū)域，即整個區(qū)域用投影儀投影出區(qū)域圖案；或顯示各區(qū)域內(nèi)的打印路徑，即用投影儀投影出各區(qū)域的輪廓及打印頭在該區(qū)域內(nèi)的行走路徑；或其他可用于表征切片層的信息并可以指引使用者打印出該切片層的可見圖像。
【權(quán)利要求】
1.三維打印系統(tǒng)，包括三維打印筆； 其特征在于: 控制單元及與所述控制單元通訊連接的切片投影單元和切片切換單元； 所述控制單元包括用于接收三維物體的數(shù)字模型的數(shù)據(jù)接口模塊； 所述切片投影單元包括投影儀，所述投影儀用于向所述三維打印筆的打印面投射單層所述數(shù)字模型的切片層的可見影像； 所述切片切換單元用于控制所述投影儀對所述數(shù)字模型的不同切片層的可見影像投射的切換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三維打印系統(tǒng)，其特征在于: 還包括冷卻單元，所述冷卻單元用于向所述打印面提供冷卻氣流。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述三維打印系統(tǒng)，其特征在于: 還包括底座； 所述冷卻單元包括海綿塊、風(fēng)機(jī)、引流管及冷氣噴嘴； 所述底座上形成有用于容納所述海綿塊的冷源腔室及用于容納所述風(fēng)機(jī)的抽氣腔室; 所述冷源腔室的敞口朝向所述底座的底面或所述底座的側(cè)面，所述冷源腔室與所述敞口相對的一內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有所述抽氣室的進(jìn)風(fēng)口； 所述抽氣室的出風(fēng)口與所述引流管的進(jìn)口相連通，所述冷氣噴嘴與所述引流管的出口相連通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述三維打印系統(tǒng)，其特征在于: 所述冷氣噴嘴相對所述底座空間位置可調(diào)地安裝于所述底座上，所述投影儀相對所述冷氣噴嘴空間位置可調(diào)地安裝于所述冷氣噴嘴上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述三維打印系統(tǒng)，其特征在于: 所述底座的上表面上形成有一平面，所述平面為所述數(shù)字模型的首層切片層的打印面。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述三維打印系統(tǒng)，其特征在于: 所述底座的上表面上形成有一平面，所述平面為所述數(shù)字模型的首層切片層的打印面。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述三維打印系統(tǒng)，其特征在于: 所述三維打印筆包括打印頭、送料機(jī)構(gòu)及存料倉； 所述送料機(jī)構(gòu)包括送料倉及置于所述送料倉內(nèi)的送料螺桿與用于驅(qū)動所述送料螺桿的電機(jī)； 所述送料倉的進(jìn)料口與所述存料倉的出料口相連通，所述送料倉的出料口與所述打印頭的進(jìn)料口相連通； 所述控制單元包括一安裝于所述三維打印筆遠(yuǎn)離所述打印頭的一端上的控制電路板； 所述切片切換單元包括一安裝于所述三維打印筆上的切換開關(guān)，所述切換開關(guān)與所述控制電路板電連接。8.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項(xiàng)所述三維打印系統(tǒng)，其特征在于: 所述三維打印筆包括打印頭、送料機(jī)構(gòu)及存料倉； 所述送料機(jī)構(gòu)包括送料倉及置于所述送料倉內(nèi)的送料螺桿與用于驅(qū)動所述送料螺桿的電機(jī)； 所述送料倉的進(jìn)料口與所述存料倉的出料口相連通，所述送料倉的出料口與所述打印頭的進(jìn)料口相連通； 所述控制單元包括一安裝于所述三維打印筆遠(yuǎn)離所述打印頭的一端上的控制電路板； 所述切片切換單元包括一安裝于所述三維打印筆上的切換開關(guān)，所述切換開關(guān)與所述控制電路板電連接； 所述切換開關(guān)安裝于所述三維打印筆的手握處近旁，所述底座的上表面上設(shè)有用于夾持所述三維打印筆的夾持座。9.三維打印輔助裝置，所述三維打印輔助裝置用于與三維打印筆配套使用: 其特征在于: 控制單元及與所述控制單元通訊連接的切片投影單元和切片切換單元； 所述控制單元包括用于接收三維物體的數(shù)字模型的數(shù)據(jù)接口模塊； 所述切片投影單元包括投影儀，所述投影儀用于向所述三維打印筆的打印面投射單層所述數(shù)字模型的切片層的可見影像； 所述切片切換單元用于控制所述投影儀對所述數(shù)字模型的不同切片層的可見影像投射的切換。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述三維打印輔助裝置，其特征在于: 還包括底座及用于向所述打印面提供冷卻氣流的冷卻單元； 所述冷卻單元包括海綿塊、風(fēng)機(jī)、引流管及冷氣噴嘴； 所述底座上形成有用于容納所述海綿塊的冷源腔室及用于容納所述風(fēng)機(jī)的抽氣腔室; 所述冷源腔室的敞口朝向所述底座的底面或所述底座的側(cè)面，所述冷源腔室與所述敞口相對的一內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有所述抽氣室的進(jìn)風(fēng)口； 所述抽氣室的出風(fēng)口與所述引流管的進(jìn)口相連通，所述冷氣噴嘴與所述引流管的出口相連通； 所述冷氣噴嘴相對所述底座空間位置可調(diào)地安裝于所述底座上，所述投影儀相對所述冷氣噴嘴空間位置可調(diào)地安裝于所述冷氣噴嘴上； 所述底座的上表面上形成有一平面，所述平面為所述數(shù)字模型的首層切片層的打印面； 所述底座的上表面上設(shè)有用于夾持所述三維打印筆的夾持座。
【文檔編號】A23G1-20GK204273116SQ201420582328
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