一種噴墨染色熱融堆積成型法彩色3d打印設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印設(shè)備，包括放料絲盤1、步進(jìn)式電機(jī)送料機(jī)2、進(jìn)料導(dǎo)管3組成的白色絲狀打印原材料給料機(jī)構(gòu)，彩色墨水供應(yīng)模塊4，混料加熱器5，靜態(tài)/動(dòng)態(tài)管道混料器6,可更換式打印噴嘴7，帶加熱功能的三維運(yùn)動(dòng)成型平臺(tái)8，以及設(shè)備控制系統(tǒng)；其特征在于采用三原色原理,即紅、綠、藍(lán)三種顏色以適當(dāng)?shù)谋壤旌峡梢缘玫阶匀唤缰袔缀跛猩实脑恚ㄟ^紅、綠、藍(lán)三種顏色的墨水以不同比例混合形成不同色彩墨水后，白色熱塑性材料被加熱熔融與彩色墨水混合染色作為彩色打印原材料，運(yùn)用熱融堆積成型法(FDM法)3D打印彩色產(chǎn)品；本發(fā)明的有益效果是：提供了一種彩色3D打印的設(shè)備技術(shù)，解決了當(dāng)前的熱融堆積成型法3D打印機(jī)只能打印單色或者雙色的缺點(diǎn)，多色彩打印豐富了3D打印應(yīng)用。
【專利說明】一種噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于3D打印領(lǐng)域，涉及一種采用三原色原理，即紅、綠、藍(lán)三種顏色以適當(dāng)?shù)谋壤旌峡梢缘玫阶匀唤缰袔缀跛猩实脑?，通過紅、綠、藍(lán)三種顏色的墨水以不同比例混合形成不同色彩墨水后，白色熱塑性材料被加熱熔融與彩色墨水混合染色作為彩色打印原材料，運(yùn)用熱融堆積成型法(FDM法)3D打印彩色產(chǎn)品。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]3D打印生產(chǎn)技術(shù)屬于快速近凈成型增材制造技術(shù)的一種，其原理為由軟件把計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的三維零部件實(shí)體圖分解成若干層平面切片，通過3D打印機(jī)打印輸出，生產(chǎn)不同材質(zhì)的所需零部件和構(gòu)件；因其柔性化、個(gè)性化、快速近凈成型生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不同材質(zhì)零部件和整體構(gòu)件的俱多優(yōu)點(diǎn)，成為一種極具發(fā)展前景的增材制造技術(shù)，特別在設(shè)計(jì)制造一體化整體成型、直接生產(chǎn)復(fù)雜零部件整體構(gòu)件方面擁有特殊優(yōu)勢(shì)。
[0004]目前類似3D打印近凈成型增材制造制造技術(shù)在全世界得以飛速發(fā)展，已初步商用化的生產(chǎn)方法主要有激光立體成型法、選擇性激光燒結(jié)法、選擇性電子束燒結(jié)法、熱融堆積成型法等。
[0005]3D打印熱融堆積成型法工藝技術(shù)是采用低溫?zé)崛诖蛴婎^，將熔融流動(dòng)態(tài)的熱塑性高分子材料按計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的三維產(chǎn)品數(shù)字模型分層數(shù)據(jù)控制的打印路徑擠壓沉積在特定位置，熱塑性材料冷卻固化，逐層堆積成型產(chǎn)品。由于此項(xiàng)技術(shù)制造的3D打印機(jī)價(jià)格低，打印產(chǎn)品成本低廉且操作簡(jiǎn)單，開始廣泛運(yùn)用到產(chǎn)品研發(fā)，模型制造，日常個(gè)性化消費(fèi)用品生產(chǎn)，并將快速普及到辦公和普通家庭中，3D打印機(jī)會(huì)成為和平面打印機(jī)一樣的標(biāo)準(zhǔn)配置。
[0006]通常的低溫?zé)崛诙逊e成型法3D打印增材成型產(chǎn)品一般是使用單色或兩種單色的PLA或ABS等熱塑性原材料打印產(chǎn)品，打印出來的產(chǎn)品要么是純單色，要么是簡(jiǎn)單的雙色產(chǎn)品，無法實(shí)現(xiàn)多色打印生產(chǎn)，這在模型制造，日常個(gè)性化消費(fèi)用品生產(chǎn)上就存在很大缺陷。因此，開發(fā)一種低成本方式的彩色3D打印生產(chǎn)高分子材料零部件和產(chǎn)品的設(shè)備成為現(xiàn)實(shí)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決目前熱融堆積成型法3D打印出來的產(chǎn)品要么是純單色，要么是簡(jiǎn)單的雙色產(chǎn)品，無法實(shí)現(xiàn)多色打印生產(chǎn)的缺陷。本發(fā)明開發(fā)出了一種噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印設(shè)備技術(shù)。
[0008]本發(fā)明涉及一種采用三原色原理，即紅、綠、藍(lán)三種顏色以適當(dāng)?shù)谋壤旌峡梢缘玫阶匀唤缰袔缀跛猩实脑?，通過數(shù)字控制電路和專業(yè)軟件控制打印機(jī)熱塑性打印材料給料機(jī)構(gòu)和彩色墨水供應(yīng)模塊，以及三維運(yùn)行機(jī)構(gòu)，讓紅、綠、藍(lán)三種顏色的墨水以不同比例混合形成不同色彩墨水后(類似平面彩色噴墨打印機(jī)成色原理)，白色熱塑性樹脂材料被加熱熔融與彩色墨水混合染色作為彩色打印原材料，運(yùn)用熱融堆積成型法(FDM法)3D打印彩色產(chǎn)品。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:提供了一種彩色3D打印的設(shè)備技術(shù)，解決了當(dāng)前的熱融堆積成型法3D打印機(jī)只能打印單色或者雙色的缺點(diǎn)，多色彩的打印豐富了 3D打印應(yīng)用。
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明案例打印模塊原理圖 圖2是本發(fā)明案例的結(jié)構(gòu)圖
圖中:1.放料絲盤，2.步進(jìn)式電機(jī)送料機(jī)，3.進(jìn)料導(dǎo)管，4.彩色墨水供應(yīng)模塊，
5.混料加熱器，6.靜態(tài)/動(dòng)態(tài)管道混料器，7.可更換式打印碰嘴，8.成型平臺(tái)，9.三維方向螺旋絲桿。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本實(shí)施例用于說明噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印設(shè)備的工作原理。
[0013]如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施的噴墨染色熱融堆積成型法(FDM法)彩色3D打印設(shè)備主要包括:由放料絲盤1、步進(jìn)式電機(jī)送料機(jī)2、進(jìn)料導(dǎo)管3組成的白色絲狀打印原材料給料機(jī)構(gòu)，彩色墨水供應(yīng)模塊4，混料加熱器5，靜態(tài)/動(dòng)態(tài)管道混料器6，可更換式打印噴嘴7，帶加熱功能的三維運(yùn)動(dòng)成型平臺(tái)8，以及設(shè)備控制系統(tǒng)組成。
[0014]首先，3D打印機(jī)的專業(yè)軟件控制系統(tǒng)識(shí)別產(chǎn)品數(shù)字模型的分層打印路徑數(shù)據(jù)和顏色數(shù)據(jù)，然后通過步進(jìn)式電機(jī)送料機(jī)2控制放料絲盤I上的白色絲狀料在混料器6中的進(jìn)料量，這些絲狀打印材料可以是PLA、ABS或其它熱塑原材料；在進(jìn)料的同時(shí)，彩色墨水供應(yīng)模塊4中的紅、綠、藍(lán)三基色墨水根據(jù)打印產(chǎn)品數(shù)字模型顏色數(shù)據(jù)被控制按比例量噴出混合成彩色墨水，注入到混料器6中與白色熱塑性材料混合染色，混料加熱器5對(duì)混料器6中打印物料進(jìn)行加熱融化，配合靜態(tài)/動(dòng)態(tài)管道混料器6的混合功能，達(dá)到染色均勻的目的，然后由可更換式打印噴嘴7噴出熔融彩色打印料，逐層冷卻堆積成型在作三維運(yùn)動(dòng)的成型平臺(tái)8上，實(shí)現(xiàn)噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印產(chǎn)品。成型平臺(tái)8是由打印機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品三維數(shù)字模型分層打印路徑數(shù)據(jù)來控制在三維方向螺旋絲桿9上作X、Y、Z軸三維運(yùn)動(dòng)的；也可以設(shè)計(jì)成由混料加熱器5，靜態(tài)/動(dòng)態(tài)管道混料器6，可更換式打印噴嘴7組成的打印頭模塊作X、Y軸運(yùn)動(dòng)，成型平臺(tái)8作Z軸運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)3D彩色打印功能。
[0015]若6采用靜態(tài)管道混料器，則為內(nèi)置靜態(tài)自混合螺旋槽，由給料擠出壓力提供動(dòng)力通過靜態(tài)螺旋槽混合彩色墨水和熔融白色熱塑性打印原材料實(shí)現(xiàn)配色。
[0016]若6采用動(dòng)態(tài)管道混料器，則為內(nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺旋葉片，攪拌混合彩色墨水和熔融白色熱塑性打印原材料實(shí)現(xiàn)配色。
【權(quán)利要求】
1.一種噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印設(shè)備，采用三原色原理，即紅、綠、藍(lán)三種顏色以適當(dāng)?shù)谋壤旌峡梢缘玫阶匀唤缰袔缀跛猩实脑?，通過紅、綠、藍(lán)三種顏色的墨水以不同比例混合形成不同色彩墨水后，白色熱塑性材料被加熱熔融與彩色墨水混合染色作為彩色打印原材料，運(yùn)用熱融堆積成型法(FDM法)3D打印彩色產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印設(shè)備，其特征為:設(shè)備主要包括放料絲盤、步進(jìn)式電機(jī)送料機(jī)、進(jìn)料導(dǎo)管組成的白色絲狀打印原材料給料機(jī)構(gòu)，彩色墨水供應(yīng)模塊，混料加熱器，靜態(tài)/動(dòng)態(tài)管道混料器，，可更換式打印噴嘴，帶加熱功能的三維運(yùn)動(dòng)成型平臺(tái)，以及設(shè)備控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印設(shè)備，其特征為:3D打印機(jī)的專業(yè)軟件控制系統(tǒng)識(shí)別產(chǎn)品數(shù)字模型的分層打印路徑數(shù)據(jù)和顏色數(shù)據(jù)，然后通過步進(jìn)式電機(jī)送料機(jī)控制放料絲盤上的白色絲狀料在混料器中的進(jìn)料量，這些絲狀打印材料可以是PLA、ABS或其它熱塑原材料。
4.如權(quán)利要求1所述的一種噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印設(shè)備，其特征為:在進(jìn)料的同時(shí)，彩色墨水供應(yīng)模塊中的紅、綠、藍(lán)三基色墨水根據(jù)打印產(chǎn)品數(shù)字模型顏色數(shù)據(jù)被控制按比例量噴出混合成彩色墨水(類似平面彩色噴墨打印機(jī)成色原理)，注入到混料器中與白色熱塑性材料混合染色，混料加熱器對(duì)混料器中打印物料進(jìn)行加熱融化，配合靜態(tài)/動(dòng)態(tài)管道混料器的混合功能，達(dá)到染色均勻的目的，然后由可更換式打印噴嘴噴出熔融彩色打印料，逐層冷卻堆積成型在作三維運(yùn)動(dòng)的成型平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印產(chǎn)品。
5.如權(quán)利要求1所述的一種噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印設(shè)備，其特征為:成型平臺(tái)是由打印機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品三維數(shù)字模型分層打印路徑數(shù)據(jù)來控制在三維方向螺旋絲桿上作x、Y、z軸三維運(yùn)動(dòng)的；也可以設(shè)計(jì)成由混料加熱器，靜態(tài)/動(dòng)態(tài)管道混料器，可更換式打印噴嘴組成的打印頭模塊作Χ、Y軸運(yùn)動(dòng)，成型平臺(tái)作Z軸運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)3D彩色打印功能。
6.如權(quán)利要求1 所述的一種噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印設(shè)備，其特征為:若采用靜態(tài)管道混料器，則為內(nèi)置靜 態(tài)自混合螺旋槽，由給料擠出壓力提供動(dòng)力通過靜態(tài)螺旋槽混合彩色墨水和熔融白色熱塑性打印原材料實(shí)現(xiàn)配色。
7.如權(quán)利要求1所述 的一種噴墨染色熱融堆積成型法彩色3D打印設(shè)備，其特征為:若采用動(dòng)態(tài)管道混料器，則為內(nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺旋葉片，攪拌混合彩色墨水和熔融白色熱塑性打印原材料實(shí)現(xiàn)配色。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK103878982SQ201410124743
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】王利民 申請(qǐng)人:王利民