本發(fā)明涉及打印技術(shù)領(lǐng)域,具體地說(shuō),是涉及一種三維打印機(jī)以及該三維打印機(jī)的打印方法。
背景技術(shù):
三維打印機(jī)是一種利用快速成型技術(shù)進(jìn)行打印三維物體的設(shè)備,其以數(shù)字模型為基礎(chǔ),利用塑料或粉末金屬等材料,逐層地打印出三維物體。三維打印的過(guò)程首先是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)或計(jì)算機(jī)動(dòng)畫建模軟件建模,再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面,再根據(jù)分析截面信息得到加工路徑,從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。按照工作原理的不同,其所利用的快速成型技術(shù)有熔融擠壓成型、激光選擇性燒結(jié)成型、光固化成型等。
雖然目前市場(chǎng)上三維打印機(jī)的種類繁多,但最為常見(jiàn)的是由fdm三維成型的打印機(jī),fdm(fuseddepositionmodeling,熔融沉積成型)是一種通過(guò)熔融材料疊加堆積而形成三維實(shí)體模型的工藝,一般采用逐層固化成型方法,使打印后的樹(shù)脂一層一層地變成固體,從而產(chǎn)生固體成像產(chǎn)品。而fdm打印機(jī)又可根據(jù)坐標(biāo)方式分為平行式三維打印機(jī)和并聯(lián)式三維打印機(jī),但是,現(xiàn)有的fdm打印機(jī)無(wú)論是平行式三維打印機(jī)還是并聯(lián)式三維打印機(jī),均是根據(jù)預(yù)設(shè)的三維打印數(shù)據(jù)來(lái)控制打印頭進(jìn)行移動(dòng),并使打印頭對(duì)成型材料進(jìn)行加熱后,向打印平臺(tái)逐層噴射熔融狀態(tài)的成型材料,成型材料固化后形成所要打印的三維實(shí)體。
然而,由于現(xiàn)有的fdm三維打印機(jī)在進(jìn)行打印時(shí),均是通過(guò)移動(dòng)的打印頭在固定的打印平臺(tái)上進(jìn)行成型材料的噴射、固化并形成所要打印的三維實(shí)體。但是,這樣的三維打印機(jī)結(jié)構(gòu)和打印方法存在如下缺陷:
第一,由于成型材料需要與打印頭連接,而打印頭在打印時(shí)需要根據(jù)三維打印數(shù)據(jù)進(jìn)行移動(dòng),使得成型材料靠近打印頭的一端容易出現(xiàn)扭曲、變形的情況,并且移動(dòng)的打印頭會(huì)影響成型材料的輸送質(zhì)量,進(jìn)而影響打印頭噴出的熔融狀態(tài)的成型材料的質(zhì)量;
第二,打印頭需要與電源線、信號(hào)線進(jìn)行固定連接,而打印頭在打印過(guò)程中進(jìn)行移動(dòng)時(shí),連接在打印頭上的電源線、信號(hào)線均會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的移動(dòng)。此外,為了保證打印頭在移動(dòng)過(guò)程中具有足夠的形成,使得電源線、信號(hào)線必需預(yù)留足夠的長(zhǎng)度,然而,預(yù)留的長(zhǎng)度在打印時(shí)容易出現(xiàn)與打印出來(lái)的三維實(shí)體發(fā)生干涉的情況,尤其是大型的三維打印機(jī),使得三維打印機(jī)在進(jìn)行打印作業(yè)時(shí),連接在打印頭上的電源線、信號(hào)線容易與打印頭上的其他部件或打印中的三維實(shí)體發(fā)生觸碰或相互干擾,影響三維實(shí)體的打印,對(duì)打印出來(lái)的三維實(shí)體造成“破壞”,或者導(dǎo)致打印不成功。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明的主要目的是提供一種能夠防止打印時(shí)與打印頭連接的電源線、信號(hào)線和打印出的三維實(shí)體發(fā)生觸碰、干擾,且能夠有效提高打印質(zhì)量的三維打印機(jī)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠防止打印時(shí)與打印頭連接的電源線、信號(hào)線和打印出的三維實(shí)體發(fā)生觸碰、干擾,且能夠有效提高打印質(zhì)量的三維打印機(jī)的打印方法。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要目的,本發(fā)明提供一種三維打印機(jī),包括機(jī)架,機(jī)架包括上支撐座、下支撐座和三組驅(qū)動(dòng)裝置,下支撐座和上支撐座相對(duì)地設(shè)置,三組驅(qū)動(dòng)裝置沿上支撐座的周向均勻地設(shè)置在上支撐座和下支撐座之間,其中,三維打印機(jī)還包括打印平臺(tái)和第一打印頭,第一打印頭固定安裝在上支撐座上,每一組驅(qū)動(dòng)裝置包括導(dǎo)軌、連接塊、支撐臂和驅(qū)動(dòng)組件,導(dǎo)軌連接在上支撐座和下支撐座之間,連接塊沿導(dǎo)軌的延伸方向與導(dǎo)軌可滑動(dòng)地連接,支撐臂的兩端分別與打印平臺(tái)、連接塊鉸接,驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)連接塊沿導(dǎo)軌往復(fù)移動(dòng)。
由上可見(jiàn),通過(guò)將第一打印頭固定在機(jī)架的上支撐座上,使得三維打印機(jī)在進(jìn)行打印作業(yè)時(shí),第一打印頭能夠固定不動(dòng),進(jìn)而避免與第一打印頭連接的電源線、信號(hào)線在打印過(guò)程中與打印出的三維實(shí)體發(fā)生觸碰,防止打印出的三維實(shí)體發(fā)生破損。此外,通過(guò)三組驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)打印平臺(tái)進(jìn)行移動(dòng),使得打印平臺(tái)能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的三維打印數(shù)據(jù)相對(duì)第一打印頭進(jìn)行移動(dòng),如豎直移動(dòng)、水平移動(dòng)、傾斜運(yùn)動(dòng)等。
進(jìn)一步的方案是,每一組驅(qū)動(dòng)裝置的連接塊在靠近打印平臺(tái)的一側(cè)設(shè)置有第一球鉸接頭,第一球鉸接頭與支撐臂的第一端鉸接,打印平臺(tái)具有用于承載三維實(shí)體的載物端面和與載物端面相對(duì)一側(cè)的連接端面,連接端面上設(shè)置有三組沿周向均勻分布的第二球鉸接頭,一組第二球鉸接頭與一組驅(qū)動(dòng)裝置的支撐臂的第二端鉸接。
更進(jìn)一步的方案是,連接端面上具有鉸接座,三組第二球鉸接頭均位于鉸接座上。
更進(jìn)一步的方案是,鉸接座位于連接端面的中部。
由上可見(jiàn),支撐臂的兩端分別與連接塊的第一球鉸接頭、打印平臺(tái)的第二球鉸接頭鉸接,使得打印平臺(tái)在進(jìn)行水平移動(dòng)、豎直移動(dòng)以及傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí),能夠進(jìn)行更加靈活的移動(dòng),而將支撐臂的第二端與打印平臺(tái)中部的鉸接座鉸接的第二球鉸接頭鉸接,能夠提高驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)打印平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)精度,進(jìn)而提高三維打印機(jī)的打印精度和打印質(zhì)量。
更進(jìn)一步的方案是,驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一帶輪、第二帶輪和同步帶,驅(qū)動(dòng)電機(jī)與下支撐座固定連接,第一帶輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸固定連接,第二帶輪與上支撐座固定連接,第一帶輪和第二帶輪的連線與延伸方向平行,同步帶連接在第一帶輪和第二帶輪之間,同步帶驅(qū)動(dòng)連接塊沿延伸方向移動(dòng)。
更進(jìn)一步的方案是,連接塊與導(dǎo)軌之間設(shè)置有直線軸承。
由上可見(jiàn),在連接塊和導(dǎo)軌之間設(shè)置直線軸承,使得連接塊在沿導(dǎo)軌的延伸方向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)時(shí),能夠具有摩擦阻力小、移動(dòng)精度高和運(yùn)動(dòng)快捷等優(yōu)點(diǎn)。
更進(jìn)一步的方案是,支撐臂為伸縮桿。
由上可見(jiàn),將使用伸縮桿作為伸縮臂,能夠使得打印平臺(tái)在進(jìn)行傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí),各伸縮臂之間能夠進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié),使得打印平臺(tái)能夠進(jìn)行較好的傾斜調(diào)節(jié)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一目的,本發(fā)明提供一種三維打印機(jī)的打印方法,三維打印機(jī)為上述權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的三維打印機(jī),其中,打印方法包括定位步驟和成型步驟,定位步驟包括:三組驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)打印平臺(tái)向打印頭移動(dòng),并使打印平臺(tái)位于預(yù)設(shè)打印原點(diǎn);成型步驟包括:擠出步驟,打印頭對(duì)成型材料進(jìn)行加熱并向打印平臺(tái)噴射成型材料;移動(dòng)步驟,三組驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)預(yù)設(shè)的三維打印數(shù)據(jù)控制打印平臺(tái)按照預(yù)設(shè)方式相對(duì)打印頭移動(dòng)。
一個(gè)優(yōu)選的方案是,預(yù)設(shè)方式為:每一組驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)組件控制同一組驅(qū)動(dòng)裝置的連接塊沿導(dǎo)軌滑動(dòng),三組驅(qū)動(dòng)裝置的連接塊同步地沿導(dǎo)軌滑動(dòng),使打印平臺(tái)相對(duì)打印頭豎直移動(dòng)。
另一個(gè)優(yōu)選的方案是,預(yù)設(shè)方式為每一組驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)組件控制同一組驅(qū)動(dòng)裝置的連接塊沿導(dǎo)軌滑動(dòng);三組驅(qū)動(dòng)裝置的連接塊相互獨(dú)立地沿導(dǎo)軌滑動(dòng),使打印平臺(tái)相對(duì)打印平臺(tái)水平移動(dòng)或傾斜運(yùn)動(dòng)。
由上可見(jiàn),通過(guò)將第一打印頭固定在機(jī)架的上支撐座上,并通過(guò)控制打印平臺(tái)的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)三維實(shí)體的打印,代替了現(xiàn)有打印機(jī)在打印時(shí),通過(guò)移動(dòng)的打印頭在固定的打印平臺(tái)上進(jìn)行三維實(shí)體打印。使得三維打印機(jī)在進(jìn)行三維實(shí)體打印時(shí),與第一打印頭進(jìn)行連接的電源線、信號(hào)新等線路在打印過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)與打印出的三維實(shí)體進(jìn)行觸碰的問(wèn)題,有效的防止打印出的三維實(shí)體發(fā)生破損。此外,通過(guò)三組驅(qū)動(dòng)裝置同步或相互獨(dú)立地對(duì)打印平臺(tái)進(jìn)行控制,使得打印平臺(tái)能夠相對(duì)第一打印頭做豎直移動(dòng)、水平移動(dòng)、傾斜等運(yùn)動(dòng),滿足三維打印中的各個(gè)打印角度的需求,能夠有效提高打印質(zhì)量。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明三維打印機(jī)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明三維打印機(jī)第一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明三維打印機(jī)第一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)裝置的另一視角下的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明三維打印機(jī)第一實(shí)施例的打印平臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本發(fā)明三維打印機(jī)第一實(shí)施例的打印平臺(tái)與支撐臂的連接示意圖。
圖6是本發(fā)明三維打印機(jī)第一實(shí)施例的第一打印頭省略部分組件后的剖視圖。
圖7是本發(fā)明三維打印機(jī)第一實(shí)施例的第一打印頭的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是本發(fā)明三維打印機(jī)第二實(shí)施例的第一打印頭和第二打印頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明三維打印機(jī)的打印方法實(shí)施例的第一使用狀態(tài)圖。
圖10是本發(fā)明三維打印機(jī)的打印方法實(shí)施例的第二使用狀態(tài)圖。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
三維打印機(jī)第一實(shí)施例:
參照?qǐng)D1,三維打印機(jī)10包括機(jī)架1、第一打印頭2和打印平臺(tái)3,第一打印頭2用于對(duì)成型材料進(jìn)行加熱使成型材料呈熔融狀態(tài)后向打印平臺(tái)3噴射熔融狀態(tài)的成型材料形成三維實(shí)體。
參照?qǐng)D2至圖4,并結(jié)合圖1,機(jī)架1包括上支撐座11、下支撐座12和三組驅(qū)動(dòng)裝置13。三組驅(qū)動(dòng)裝置13沿上支撐座11的周向均勻地設(shè)置在上支撐座11和下支撐座12之間,打印平臺(tái)3位于上支撐座11、下支撐座12和三組驅(qū)動(dòng)裝置13圍成的空間內(nèi)。
具體地,每一組驅(qū)動(dòng)裝置13包括導(dǎo)軌131、連接塊132、支撐臂133和驅(qū)動(dòng)組件134,導(dǎo)軌131固定連接在上支撐座11和下支撐座12之間,連接塊132沿導(dǎo)軌131的延伸方向與導(dǎo)軌131可滑動(dòng)地連接,并且,連接塊132和導(dǎo)軌131之間設(shè)置有直線軸承130,直線軸承130的外圈固定安裝在連接塊131上,直線軸承130的內(nèi)圈與導(dǎo)軌131連接,直線軸承130具有摩擦阻力小、移動(dòng)精度高和運(yùn)動(dòng)快捷的有優(yōu)點(diǎn),使得當(dāng)連接塊132沿導(dǎo)軌131的延伸方向滑動(dòng)時(shí),能夠減小連接塊132和導(dǎo)軌131之間的摩擦力,使得連接塊131在滑動(dòng)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)卡頓,進(jìn)而提高三維打印機(jī)10的打印精度和打印質(zhì)量。
連接塊132在靠近打印平臺(tái)3的一側(cè)設(shè)置有第一球鉸接頭1321,打印平臺(tái)3具有載物端面31和與載物端面31相對(duì)一側(cè)的連接端面32,載物端面31朝向打印頭2設(shè)置,并且載物端面31用于承載三維實(shí)體。連接端面32的中部設(shè)置有鉸接座321,鉸接座321上設(shè)置有三組第二球鉸接頭322,三組第二球鉸接頭322沿上支撐座11的周向均勻分布。
支撐臂133的兩端分別與連接塊132和打印平臺(tái)3鉸接,具體地,支撐臂133的兩端分別設(shè)置有球座接頭1331和球座接頭1332。如圖2和圖5所示,一組驅(qū)動(dòng)裝置13的支撐臂133的球座接頭1331與鉸接座321上相對(duì)設(shè)置的一組第二球鉸接頭322鉸接,支撐臂133的球座接頭1332與同一組驅(qū)動(dòng)裝置13的連接塊132的第一球鉸接頭1321鉸接。通過(guò)使支撐臂133與打印平臺(tái)3的中部進(jìn)行鉸接的連接方式,能夠提高驅(qū)動(dòng)裝置13的打印平臺(tái)3的驅(qū)動(dòng)精度,進(jìn)而提高三維打印機(jī)10的打印精度和打印質(zhì)量。
驅(qū)動(dòng)組件134用于控制并驅(qū)動(dòng)同一組驅(qū)動(dòng)裝置13的連接塊132沿導(dǎo)軌131的延伸方向往復(fù)移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)組件134包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)1341、第一帶輪1342、第二帶輪1343和同步帶1344,驅(qū)動(dòng)電機(jī)1341通過(guò)固定架135固定安裝在下支撐座12。第一帶輪1342與驅(qū)動(dòng)電機(jī)1341的電機(jī)軸固定連接,第二帶輪1343通過(guò)固定架136與上支撐座11固定連接,并且第一帶輪1342和第二帶輪1343的連接與導(dǎo)軌131的延伸方向平行。同步帶1344連接在第一帶輪1342和第二帶輪1343之間,并且,連接塊132與一部分的同步帶1344固定連接,驅(qū)動(dòng)電機(jī)1341驅(qū)動(dòng)第一帶輪1342并通過(guò)第二帶輪1343帶動(dòng)同步帶1344轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而使得連接塊132沿導(dǎo)軌131的延伸方向滑動(dòng)。
需要說(shuō)明的是,三組驅(qū)動(dòng)裝置13可相獨(dú)立地或相同步地運(yùn)動(dòng)。例如,當(dāng)三組驅(qū)動(dòng)裝置13相同步地運(yùn)動(dòng)時(shí),三組驅(qū)動(dòng)電機(jī)1341同步驅(qū)動(dòng)本組的連接塊132沿導(dǎo)軌131的延伸方向做同步滑動(dòng),使得打印平臺(tái)3相對(duì)于第一打印頭2做靠近或遠(yuǎn)離第一打印頭2的豎直移動(dòng)。當(dāng)三組驅(qū)動(dòng)裝置13相獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)時(shí),每一組驅(qū)動(dòng)電機(jī)1341獨(dú)立驅(qū)動(dòng)本組的連接塊132沿導(dǎo)軌131的延伸方做向獨(dú)立滑動(dòng),使得打印平臺(tái)3相對(duì)于第一打印頭2進(jìn)行水平移動(dòng)或傾斜運(yùn)動(dòng)。
參照?qǐng)D6和圖7,第一打印頭2包括加熱塊22、第一噴嘴23和至少一個(gè)擠出機(jī)構(gòu)21,其中,擠出機(jī)構(gòu)21用于輸送成型材料,如三維打印機(jī)10所使用的打印線材。加熱塊22用于對(duì)擠出機(jī)構(gòu)21輸送的成型材料進(jìn)行加熱,使成型材料呈熔融狀態(tài)后被輸送到第一噴嘴23,并由第一噴嘴23向打印平臺(tái)3噴射熔融狀態(tài)的成型材料,進(jìn)而根據(jù)預(yù)設(shè)的三維打印數(shù)據(jù)打印出三維實(shí)體。
具體地,擠出機(jī)構(gòu)21的數(shù)量為四個(gè),并且第一打印頭2還包括固定座24,固定座24安裝在上支撐座11上并位于靠近打印平臺(tái)3的一側(cè),固定座24上沿上支撐座11的周向設(shè)置有四個(gè)導(dǎo)孔241,每一個(gè)擠出機(jī)構(gòu)21通過(guò)一根導(dǎo)管26與固定座24上的一個(gè)導(dǎo)孔241連接,導(dǎo)孔241和導(dǎo)管26用于為成型材料提供移動(dòng)通道,使得每一個(gè)擠出機(jī)構(gòu)21輸送的成型材料能夠通過(guò)單獨(dú)的通道進(jìn)入加熱塊22。
加熱塊22繞加熱塊22的軸線與固定座24可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接,并且,加熱塊22的外周沿上支撐座11的周向設(shè)置有四個(gè)卡槽222,每一卡槽222的開(kāi)口處設(shè)置有斜面。此外,加熱塊的中部上還設(shè)置有一個(gè)擠出孔221,通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)加熱塊22,使得擠出孔221有選擇地與其中一個(gè)導(dǎo)孔241對(duì)接,進(jìn)而使得第一打印頭2有選擇的使用四個(gè)擠出機(jī)構(gòu)21輸送的成型材料中的一種,滿足三維打印機(jī)10的不同打印需求,例如,當(dāng)每一個(gè)擠出機(jī)構(gòu)21輸送一種顏色的成型材料時(shí),三維打印機(jī)10的第一打印頭2能夠有選擇地使用其中一種或多種顏色的成型材料進(jìn)行打印。
優(yōu)選地,第一打印頭2還包括電機(jī)25和鎖緊裝置,電機(jī)25能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的三維打印數(shù)據(jù)控制加熱塊22進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而選擇不同顏色的成型材料。鎖緊裝置包括鎖片27、彈簧28和螺栓29,鎖片27通過(guò)螺栓29與固定座24連接,彈簧28套裝在螺栓29上并且彈簧28的兩端分別與鎖片27、螺栓29抵接。當(dāng)加熱塊22的擠出孔221與固定座24的其中一個(gè)導(dǎo)孔241對(duì)接時(shí),在彈簧28的反作用力下鎖片27剛好扣合在加熱塊22的卡槽222內(nèi)。當(dāng)電機(jī)25驅(qū)動(dòng)加熱塊22轉(zhuǎn)動(dòng),使擠出孔221與其他三個(gè)導(dǎo)孔241中的一個(gè)進(jìn)行對(duì)接時(shí),鎖片27順著卡槽222的開(kāi)口處的斜面脫離卡槽222并對(duì)彈簧28進(jìn)行壓縮,當(dāng)加熱塊的擠出孔221與其他三個(gè)導(dǎo)孔241中的一個(gè)完成對(duì)接時(shí),鎖片27再一次扣合在加熱塊22的卡槽222內(nèi),對(duì)加熱塊22進(jìn)行鎖定。
由上述方案可見(jiàn),本實(shí)施例提供的三維打印機(jī)在進(jìn)行三維打印時(shí),是根據(jù)預(yù)設(shè)的三維打印數(shù)據(jù)來(lái)控制打印平臺(tái)相對(duì)于第一打印頭進(jìn)行移動(dòng),并使第一印頭對(duì)成型材料進(jìn)行加熱后,向打印平臺(tái)逐層噴射熔融狀態(tài)的成型材料,成型材料固化后形成所要打印的三維實(shí)體。解決了現(xiàn)有的傳統(tǒng)三維打印機(jī)在進(jìn)行三維打印時(shí),通過(guò)控制打印頭在固定的打印平臺(tái)上進(jìn)行三維實(shí)體打印時(shí)所存在的問(wèn)題。保證三維打印機(jī)在進(jìn)行打印時(shí),使得成型材料靠近打印頭的一端不會(huì)出現(xiàn)扭曲、變形的情況,提高成型材料的輸送質(zhì)量和三維打印機(jī)的打印質(zhì)量。此外,還保證了三維打印機(jī)在打印過(guò)程中,與打印頭連接的電源線、信號(hào)線不會(huì)與打印出的三維實(shí)體發(fā)生觸碰或相互干擾,避免影響三維實(shí)體的打印,有效的防止電源線、信號(hào)線對(duì)打印出來(lái)的三維實(shí)體造成“破壞”,或者導(dǎo)致打印不成功的情況發(fā)生。
三維打印機(jī)第二實(shí)施例:
應(yīng)用三維打印機(jī)第一實(shí)施例的發(fā)明構(gòu)思,三維打印機(jī)第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于第二實(shí)施例的第一打印頭4包括儲(chǔ)粉倉(cāng)41、第二噴嘴42和裝粉口43,其中,儲(chǔ)粉倉(cāng)41用于裝載成型材料,該成型材料主要為粉狀成型材料,并且,儲(chǔ)粉倉(cāng)41的內(nèi)部設(shè)置可自轉(zhuǎn)的螺桿411,螺桿411在控制系統(tǒng)的控制下進(jìn)行自轉(zhuǎn),從而將儲(chǔ)粉倉(cāng)41內(nèi)的粉狀成型材料輸送到第二噴嘴42處,并由第二噴嘴42用于向打印平臺(tái)噴射粉狀的成型材料。其中,第二噴嘴42位于儲(chǔ)粉倉(cāng)41的下游端,裝粉口43位于儲(chǔ)粉倉(cāng)41的上游端。
三維打印機(jī)還包括第二打印頭40和加熱裝置(未示出),第二打印頭用于裝載粘接劑并對(duì)第二噴嘴42噴射出的成型材料進(jìn)行初步固化,而加熱裝置用于對(duì)第二噴嘴噴射出的成型材料進(jìn)行二次固化。
具體地,本實(shí)施例所述的粉狀成型材料由90%的金屬粉末和10%的石蠟粉末組成(或樹(shù)脂材料粉末)。第二打印頭40內(nèi)裝有石蠟液體作為粘結(jié)劑。
使用三維打印機(jī)進(jìn)行打印操作時(shí),首先,第一打印頭4的第二噴嘴42在打印平臺(tái)上噴涂形成第一層粉末材料。然后,啟動(dòng)第二打印頭40,第二打印頭40的打印噴嘴把粘結(jié)劑噴涂到第一層粉末材料之上,粘結(jié)劑會(huì)包裹住金屬粉末,繼續(xù)在打印平臺(tái)上噴涂第二層粉末材料和進(jìn)行初步固化的步驟,直到形成三維物體初品。
最后,把三維物體初品通過(guò)加熱裝置在高溫環(huán)境800℃至2000℃下二次固化形成三維實(shí)體成品,并使三維實(shí)體初品內(nèi)部的粘結(jié)劑石蠟以及粉末材料內(nèi)的石蠟粉末揮發(fā)逸出三維實(shí)體之外,最終完成三維物體的成型。
三維打印機(jī)的打印方法實(shí)施例:
本發(fā)明提供一種三維打印機(jī)的打印方法,其使用了上述實(shí)施例中的三維打印機(jī)進(jìn)行打印,三維打印機(jī)10包括機(jī)架1,機(jī)架1包括上支撐座11、下支撐座12和三組驅(qū)動(dòng)裝置13,下支撐座12和上支撐座11相對(duì)地設(shè)置,三組驅(qū)動(dòng)裝置13沿上支撐座11的周向均勻地設(shè)置在上支撐座11和下支撐座12之間,其中,三維打印機(jī)10還包括打印平臺(tái)3和第一打印頭2,第一打印頭2固定安裝在上支撐座11上,每一組驅(qū)動(dòng)裝置13包括導(dǎo)軌131、連接塊132、支撐臂133和驅(qū)動(dòng)組件134,導(dǎo)軌131連接在上支撐座11和下支撐座12之間,連接塊132沿導(dǎo)軌131的延伸方向與導(dǎo)軌131可滑動(dòng)地連接,支撐臂133的兩端分別與打印平臺(tái)3、連接塊132鉸接,驅(qū)動(dòng)組件134驅(qū)動(dòng)連接塊132沿導(dǎo)軌131的延伸方向往復(fù)移動(dòng),其打印方法包括以下步驟:
第一步,三維打印機(jī)10接收模型數(shù)據(jù)并生成分層切片數(shù)據(jù)。
第二步,三維打印機(jī)10根據(jù)生成的分層切片數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)打印平臺(tái)3按照預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)。
第三步,獲取打印平臺(tái)3的當(dāng)前位置,并對(duì)打印平臺(tái)3進(jìn)行調(diào)節(jié),使打印平臺(tái)3位于預(yù)設(shè)的打印原點(diǎn)。
第四步,第一打印頭2的擠出機(jī)構(gòu)21將成型材料輸送至加熱塊22進(jìn)行加熱,使成型材料呈熔融狀態(tài)后從第一噴嘴23被噴射至打印平臺(tái)3上,形成三維實(shí)體。同時(shí),三組驅(qū)動(dòng)裝置13根據(jù)生成的分層切片數(shù)據(jù)相同步地或相獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)打印平臺(tái)3相對(duì)第一打印頭移動(dòng),進(jìn)行當(dāng)前分層切片的打印。
第五步,三組驅(qū)動(dòng)裝置13根據(jù)各層的切片數(shù)據(jù)控制打印平臺(tái)3相對(duì)第一打印頭2移動(dòng),完成三維實(shí)體的打印。同時(shí),熔融狀態(tài)的成型材料在被第一噴嘴23噴射至打印平臺(tái)3上后迅速的凝結(jié)固化,形成三維實(shí)體。
第六步,在打印完畢并且打印平臺(tái)3回到初始位置后,使三維實(shí)體與打印平臺(tái)3進(jìn)行分離,取下打印完畢的三維實(shí)體。
其中,第四步中三組驅(qū)動(dòng)裝置13根據(jù)生成的分層切片數(shù)據(jù)相同步地或相獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)打印平臺(tái)3相對(duì)第一打印頭移動(dòng)包括:
當(dāng)三組驅(qū)動(dòng)裝置13相同步地運(yùn)動(dòng)時(shí),三組驅(qū)動(dòng)電機(jī)1341同步驅(qū)動(dòng)本組的連接塊132沿導(dǎo)軌131的延伸方向做同步滑動(dòng),使得打印平臺(tái)3相對(duì)于第一打印頭2做靠近或遠(yuǎn)離第一打印頭2的豎直移動(dòng),使得三維打印機(jī)10能夠沿豎直方向進(jìn)行三維實(shí)體的打印?;蛘撸?/p>
如圖9和圖10所示,當(dāng)三組驅(qū)動(dòng)裝置13相獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)時(shí),每一組驅(qū)動(dòng)電機(jī)1341獨(dú)立驅(qū)動(dòng)本組的連接塊132沿導(dǎo)軌131的延伸方做向獨(dú)立滑動(dòng),使得打印平臺(tái)3能夠相對(duì)于第一打印頭2進(jìn)行水平移動(dòng)或傾斜運(yùn)動(dòng),使得三維打印機(jī)10能沿水平方向?qū)θS實(shí)體進(jìn)行打印,或者使得三維打印機(jī)10能夠在某一特定的角度下對(duì)三維實(shí)體進(jìn)行打印。
需要說(shuō)明的是,每一組驅(qū)動(dòng)裝置13的支撐臂133均可具有伸縮功能,使得當(dāng)打印平臺(tái)3在進(jìn)行傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí),支撐臂133能夠通過(guò)伸縮功能調(diào)節(jié)自身長(zhǎng)度的同時(shí),結(jié)合支撐臂133與打印平臺(tái)3、同一組的驅(qū)動(dòng)裝置13的連接塊132之間鉸接結(jié)構(gòu),使得打印平臺(tái)3在進(jìn)行傾斜運(yùn)動(dòng)是能夠更加順暢,使得三維打印機(jī)10具有更多的打印角度。
此外,當(dāng)?shù)谝淮蛴☆^2上的多個(gè)擠出機(jī)構(gòu)21輸送不同顏色的成型材料時(shí),可以通過(guò)調(diào)節(jié)加熱塊22上的擠出孔與固定座24上的不同導(dǎo)孔進(jìn)行對(duì)接,進(jìn)而使得第一噴嘴23能夠進(jìn)行不同顏色的成型材料的噴射,進(jìn)而使三維打印機(jī)10能夠進(jìn)行不同顏色的三維實(shí)體的打印。
由上述方案可見(jiàn),本實(shí)施例提供的三維打印機(jī)的打印方法是:三維打印機(jī)在進(jìn)行三維實(shí)體打印時(shí),通過(guò)將第一打印頭固定在機(jī)架上,并根據(jù)預(yù)設(shè)的三維打印數(shù)據(jù)來(lái)控制打印平臺(tái)相對(duì)于第一打印頭進(jìn)行移動(dòng)來(lái)完成三維實(shí)體的打印。
該打印方法不同于現(xiàn)有的通過(guò)控制打印頭在固定的打印平臺(tái)上進(jìn)行三維實(shí)體打印的打印方法,并且本實(shí)施例提供的三維打印機(jī)的打印方法能保證三維打印機(jī)在進(jìn)行打印時(shí),使得成型材料靠近打印頭的一端不會(huì)出現(xiàn)扭曲、變形的情況,提高成型材料的輸送質(zhì)量和三維打印機(jī)的打印質(zhì)量。此外,還保證了三維打印機(jī)在打印過(guò)程中,與打印頭連接的電源線、信號(hào)線不會(huì)與打印出的三維實(shí)體發(fā)生觸碰或相互干擾,避免影響三維實(shí)體的打印,有效的防止電源線、信號(hào)線對(duì)打印出來(lái)的三維實(shí)體造成破壞,或者導(dǎo)致打印不成功的情況發(fā)生。
此外,本實(shí)施例提供的三維打印機(jī)的打印方法與現(xiàn)有的三維打印機(jī)的打印方法相比,還具有三維打印機(jī)在進(jìn)三維實(shí)體打印時(shí),打印平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)傾斜的優(yōu)點(diǎn),使得三維打印機(jī)在打印機(jī)時(shí)具有更多的可選打印角度。
最后需要強(qiáng)調(diào)的是,以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本發(fā)明可以有各種變化和更改,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。