一種連續(xù)增料3d打印機(jī)及其打印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及3D設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)增料3D打印機(jī)及其打印方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印機(jī)是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器;3D打印機(jī)以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)打印一層層的粘合材料來(lái)制造三維的物體?，F(xiàn)有3D打印機(jī)工作時(shí)通過(guò)打印頭裝置的平面移動(dòng)，配合打印平臺(tái)的豎向移動(dòng)來(lái)進(jìn)行三維方向的移動(dòng)，打印頭裝置運(yùn)用單一材料進(jìn)行3D打印，這類(lèi)打印機(jī)打印效率較低，效果不夠理想，急需改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)增料3D打印機(jī)，該3D打印機(jī)基于3D打印技術(shù)，能將其從間歇拓展至連續(xù)運(yùn)作的模式，從運(yùn)用單一材料拓展至同時(shí)運(yùn)用多種材料沉積的模式，從而提升3D打印效率，完善3D打印效果。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
一種連續(xù)增料3D打印機(jī)，包括箱體，以及設(shè)置在箱體上的圓形工作平面，以及用于在圓形工作平面上進(jìn)行增料打印的打印機(jī)構(gòu)，以及用于驅(qū)動(dòng)圓形工作平面旋轉(zhuǎn)升降的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及用于控制打印機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制器;打印機(jī)構(gòu)包括多個(gè)儲(chǔ)料室和多條線(xiàn)性排列的出料口 ；所述控制器選擇控制出料口的開(kāi)合，多條出料口均與不同的儲(chǔ)料室相通;多排出料口相交于一點(diǎn)呈扇形排布，扇形排布的出料口圓心處與圓形工作平面的圓心處于同一縱向軸線(xiàn)上。
[0005]作為優(yōu)選，所述打印機(jī)構(gòu)一側(cè)的機(jī)架上還設(shè)有用于將沉積材料粘合的固化粘合裝置，以及用于對(duì)粘合材料進(jìn)行冷卻的輔助冷卻裝置。實(shí)際使用時(shí)，固化粘合裝置采用激光燒結(jié)金屬粉末，激光燒結(jié)的形式，運(yùn)用激光振鏡系統(tǒng)熔融相應(yīng)部分;輔助冷卻裝置對(duì)固化材料進(jìn)行冷卻，使沉積時(shí)的材料溫度和固化后的材料溫度差較小，若不保證其溫差接近，由于熱脹冷縮的原因，會(huì)使成品質(zhì)量下降。
[0006]作為優(yōu)選，所述箱體內(nèi)部設(shè)有準(zhǔn)備室和制造室，以及能在準(zhǔn)備室和制造室之間移動(dòng)的傳送架;所述打印機(jī)構(gòu)處于制造室上方，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)處于制造室下方，傳送架上定位有制造箱，圓形工作平面定位在制造箱內(nèi)，圓形工作平面能沿制造箱內(nèi)壁縱向旋轉(zhuǎn)升降。上述結(jié)構(gòu)采用傳送架配備制造箱，具有三方面的功能:1，制造箱可軸向定位圓形工作平面;2，制造箱可方便打印后3D模型的取放，移動(dòng);3，打印時(shí)使用的沉積材料會(huì)產(chǎn)生流體，制造箱可用于防止流體傾瀉。
[0007]作為優(yōu)選，所述制造室內(nèi)的箱體側(cè)壁上設(shè)有用于定位傳送架的架體吸附裝置。
[0008]作為優(yōu)選，所述傳送架上設(shè)有與制造箱的下端箱口匹配的定位槽，定位槽的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有若干卡口，制造箱的外側(cè)壁面下端設(shè)有與卡口相匹配的凸塊。
[0009]作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以及設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端上的升降臺(tái)面;所述升降臺(tái)面上開(kāi)設(shè)有負(fù)壓通道，負(fù)壓通道連接負(fù)壓裝置;使用時(shí)，通過(guò)升降臺(tái)面吸附圓形工作平面，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)圓形工作平面螺旋升降。
[0010]—種連續(xù)增料3D打印機(jī)的打印方法，包括計(jì)算步驟和執(zhí)行步驟；
所述計(jì)算步驟依次為:1)通過(guò)設(shè)計(jì)軟件將三維實(shí)體文件逐層切片成連續(xù)的多層螺旋切片層;2)將三維實(shí)體文件每層螺旋切片層周向等分成多個(gè)楔形段;3)將每個(gè)楔形段徑向分為多個(gè)小段，每一個(gè)小段便是一個(gè)像素;4)通過(guò)設(shè)計(jì)軟件檢驗(yàn)每個(gè)“像素”所需的材料，并轉(zhuǎn)化為機(jī)械指令；
所述執(zhí)行步驟依次為:I)控制器接收機(jī)械指令，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)圓形工作平面上升至打印機(jī)構(gòu)下方;2)控制器通過(guò)計(jì)算步驟的計(jì)算結(jié)果控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)圓形工作平面緩慢螺旋下降，同時(shí)控制器選擇性使用出料口實(shí)現(xiàn)多種材料的沉積。
[0011]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，該3D打印機(jī)基于3D打印技術(shù)，能將其從間歇拓展至連續(xù)運(yùn)作的模式，從運(yùn)用單一材料拓展至同時(shí)運(yùn)用多種材料沉積的模式，從而提升3D打印效率，完善3D打印效果。使用時(shí)，送料裝置固定，并在圓形工作平面增料，螺旋增料最終形成三維實(shí)體。增料時(shí)，圓形工作平面一邊軸向運(yùn)動(dòng)，一邊繞軸旋轉(zhuǎn)，送料口持續(xù)增料，以半徑連續(xù)掃一周的形式，隨著圓形面螺旋沉積材料。多種材料沉積是用多條送料口的形式，根據(jù)輸入的三維切片模型，控制送料口的相應(yīng)部分的開(kāi)合，并使用多條送料口交替送料的模式完成多種材料沉積功能。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為打印機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為傳送架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為計(jì)算步驟I)的示意圖。
[0016]圖5為計(jì)算步驟2)的示意圖。
[0017]圖6為計(jì)算步驟3)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0019]如圖1?圖6所示的一種連續(xù)增料3D打印機(jī)，包括箱體I，以及設(shè)置在箱體I上的圓形工作平面21，以及用于在圓形工作平面上進(jìn)行增料打印的打印機(jī)構(gòu)3，以及用于驅(qū)動(dòng)圓形工作平面21旋轉(zhuǎn)升降的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6，以及用于控制打印機(jī)構(gòu)3和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的控制器。打印機(jī)構(gòu)3包括多個(gè)儲(chǔ)料室和多條線(xiàn)性排列的出料口 31;所述控制器選擇控制出料口 31的開(kāi)合，多條出料口 31均與不同的儲(chǔ)料室相通;多排出料口 31相交于一點(diǎn)呈扇形排布，扇形排布的出料口 31圓心處與圓形工作平面21的圓心處于同一縱向軸線(xiàn)上。
[0020]所述打印機(jī)構(gòu)3—側(cè)的機(jī)架上還設(shè)有用于將沉積材料粘合的固化粘合裝置，以及用于對(duì)粘合材料進(jìn)行冷卻的輔助冷卻裝置42。實(shí)際使用時(shí)，固化粘合裝置采用激光燒結(jié)金屬粉末，激光燒結(jié)的形式，運(yùn)用激光振鏡系統(tǒng)熔融相應(yīng)部分;輔助冷卻裝置42對(duì)固化材料進(jìn)行冷卻，使沉積時(shí)的材料溫度和固化后的材料溫度差較小，若不保證其溫差接近，由于熱脹冷縮的原因，會(huì)使成品質(zhì)量下降。
[0021]所述箱體I內(nèi)部設(shè)有準(zhǔn)備室11和制造室12，以及能在準(zhǔn)備室11和制造室12之間移動(dòng)的傳送架13;所述打印機(jī)構(gòu)3處于制造室12上方，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6處于制造室12下方，制造室12內(nèi)的箱體I側(cè)壁上設(shè)有用于定位傳