本發(fā)明涉及打印機(jī)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種側(cè)立面染色的3D打印方法。

背景技術(shù)：
目前市場上的快速成型技術(shù)分為3DP技術(shù)、FDM熔融層積成型技術(shù)，這幾種打印方式獲得的物體都只有少量的幾種顏色，存在色彩貧乏的缺陷。對比已公開的相近專利技術(shù)，國內(nèi)專利申請201410294525以及申請?zhí)?01410045626的專利均提出以水平方向移動的垂直墨頭噴墨的方法來直接對每一熔積層層面上表面進(jìn)行染色，利用滲透的方法將上表面的噴墨墨水滲透到打印層側(cè)立面，從而達(dá)到側(cè)立面顯示圖像的目標(biāo)，但是，此種方法的墨滴的滲透方向不容易控制，容易造成側(cè)立面成像點(diǎn)的顏色缺失或濃度過高，不容易產(chǎn)生清晰的圖像。還有其他方法是通過對打印物體側(cè)向水平噴墨來直接為側(cè)立面噴墨染色，但這種側(cè)向噴墨的方法無法為側(cè)立面形狀較復(fù)雜或有遮擋的位置染色，因此也無法滿足全部側(cè)立面染色要求。另外，由于墨滴緊鄰打印層邊緣進(jìn)行打印，而邊緣是非完全水平面，墨滴有可能飛濺到已打印的物體層體的外立面，從而造成二次顏料污染，影響成品美觀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠?qū)⒉噬畤娭链蛴∥矬w側(cè)立面的方法，同時提出配套的打印裝置、打印材料，提高表面色彩表現(xiàn)力的高精度。一種側(cè)立面染色的3D打印方法，其特征在于：步驟如下：⑴打印準(zhǔn)備及數(shù)據(jù)處理，開啟彩色立體打印機(jī)，處理獲得3D打印物體的分層模型；⑵打印分層模型，分層模型包括相互接觸的染色外殼和輔助外殼，染色外殼與輔助外殼之間形成一弧形夾縫；⑶噴墨，處理器控制打印機(jī)，將顏料的墨水滴落在染色外殼與輔助外殼之間形成的弧形夾縫內(nèi)；⑷染色，墨水吸附在染色外殼上；⑸顏色固化，墨水中的的顏料固化在染色外殼的側(cè)立面上；⑹進(jìn)行下一工作循環(huán)，完成單層染色處理后，在已完成染色的染色外殼和輔助外殼上打印生成下一層的分層模型，重復(fù)步驟⑵至步驟⑹，直至完成全部分層模型的打?。虎巳芙饣騽兂鈿?，完成全部分層模型的打印并染色后，根據(jù)輔助外殼材料特性選擇將輔助外殼溶解或剝除，露出經(jīng)染色的3D打印物體側(cè)立面外表面；⑻打印完成，獲得彩色的3D打印物體。而且，所述步驟⑴中，向彩色立體打印機(jī)輸入需要打印的3D打印物體模型數(shù)據(jù)，打印機(jī)的處理器計(jì)算分析進(jìn)行均勻分層切片獲得分層模型數(shù)據(jù)，每一層的分層模型數(shù)據(jù)均包括染色外殼和輔助外殼；生成染色外殼的單層打印線路，同時，生成緊貼生成染色外殼外輪廓的輔助外殼的單層打印線路，并且，處理器根據(jù)需要打印的3D打印物體模型數(shù)據(jù)計(jì)算獲得分層模型所有染色點(diǎn)位置以及每個染色點(diǎn)所需的顏料，對應(yīng)分層模型，生成對應(yīng)的單層染色噴墨打印路線。而且，步驟⑵中，染色外殼采用高滲透高浸潤材料先行打印成型，而后沿著染色外殼的側(cè)立面采用低滲透不浸潤的材料打印輔助外殼，染色外殼與輔助外殼相互接觸但并不形成整體，染色外殼與輔助外殼相互接觸的側(cè)立面截面均為略有外凸的弧形體，染色外殼與輔助外殼之間形成了弧形夾縫。而且，步驟⑷由于染色外殼采用高滲透高浸潤材料先行打印成型，而后采用低滲透不浸潤的材料打印輔助外殼，墨水全部被染色外殼的側(cè)立面附著或吸收。而且，步驟⑸中，將相同顏色或不同顏色的墨水多次噴射在同一染色點(diǎn)上，產(chǎn)生所需的組合顏色。而且，墨水的溶劑采用水或者光固化樹脂。而且，所述彩色立體打印機(jī)是一種三角柱形3D打印機(jī)，包括彩色墨水盒、機(jī)架、可移動平臺、高滲透料絲擠出頭、低滲透料絲擠出頭、彩色墨水噴頭、載物平臺、基座、高滲透料絲存儲盒、低滲透料絲存儲盒以及相應(yīng)的導(dǎo)管，在基座上安裝有三角柱形3D打印機(jī)的機(jī)架，機(jī)架內(nèi)下端安裝有滑軌，在滑軌上安裝有一載物平臺；在載物平臺上方的機(jī)架內(nèi)安裝有一可移動平臺，該可移動平臺的下端分別安裝有高滲透料絲擠出頭、低滲透料絲擠出頭以及彩色墨水噴頭，高滲透料絲擠出頭通過導(dǎo)管連通高滲透料絲存儲盒，低滲透料絲擠出頭通過導(dǎo)管連通低滲透料絲存儲盒，彩色墨水噴頭連通彩色墨水盒；彩色立體打印機(jī)還安裝有一處理器或通過數(shù)據(jù)線連接計(jì)算機(jī)，控制可移動平臺以及載物平臺的升降運(yùn)動，并且分別控制高滲透料絲擠出頭、低滲透料絲擠出頭以及彩色墨水噴頭在單層打印線路的對應(yīng)位置擠出相應(yīng)劑量的材料。而且，所述彩色立體打印機(jī)是一種XYZ三軸立體打印機(jī)，包括可移動平臺、高滲透料絲擠出頭、低滲透料絲擠出頭、彩色墨水噴頭、載物平臺以及底座，在底座中部安裝有載物平臺，該載物平臺用于承載3D打印物體，在載物平臺外周的底座四角分別豎直固裝有Z軸立柱，左、右兩側(cè)的Z軸滑道上端分別水平固定裝有一Y軸滑道，該左、右兩側(cè)的Y軸滑道上水平安裝有一X軸滑道，在X軸滑道上的滑塊上安裝有一可移動平臺，該可移動平臺下端，該可移動平臺的下端分別安裝有高滲透料絲擠出頭、低滲透料絲擠出頭以及彩色墨水噴頭；彩色立體打印機(jī)還安裝有一處理器或通過數(shù)據(jù)線連接計(jì)算機(jī)，控制可移動平臺進(jìn)行移動，并且分別控制高滲透料絲擠出頭、低滲透料絲擠出頭以及彩色墨水噴頭在單層打印線路的對應(yīng)位置擠出相應(yīng)劑量的材料。而且，在可移動平臺上還安裝有烘干燈。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：1、本發(fā)明的打印方法可進(jìn)行側(cè)立面表面直接噴墨染色，側(cè)立面染色均勻完整，而且色彩可控制，能夠滿足3D打印的全部側(cè)立面染色需求，且打印染色效果好。2、本發(fā)明對于3D打印中形狀復(fù)雜或者有遮擋的側(cè)立面達(dá)到同樣完美的染色，保證染色效果，適用于各種形狀打印要求，適用范圍廣泛。3、本打印方法染色定位精確，對于已經(jīng)染色的部分進(jìn)行有效保護(hù)，不會造成二次顏料污染，而且也不會造成環(huán)境污染。4、本發(fā)明只對側(cè)立面進(jìn)行染色，對于3D打印模型本體的沒有影響，模型密度高，強(qiáng)度高，而且色彩效果好。5、本發(fā)明的打印方法便于實(shí)現(xiàn)，打印設(shè)備及打印材料的造價(jià)均較為低廉，打印效果好，適用范圍廣泛，具有良好的應(yīng)用前景。附圖說明圖1為本發(fā)明方法的步驟流程圖；圖2為3D打印剖面示意圖；圖3為染色外殼與輔助外殼接觸面的局部示意圖；圖4為圖2滴落墨滴的染色示意圖；圖5為實(shí)施例一的彩色立體打印機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為實(shí)施例二的彩色立體打印機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。1染色外殼,2墨滴，3輔助外殼；4彩色墨水盒，5機(jī)架，6可移動平臺，7高滲透料絲擠出頭，8低滲透料絲擠出頭，9彩色墨水噴頭，10載物平臺，11基座，12烘干燈，13高滲透料絲存儲盒，14導(dǎo)管，15低滲透料絲存儲盒，16X軸滑道，17Y軸滑道，18Z軸立柱，19底座，20高滲透料絲存儲盒，21低滲透料絲存儲盒。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。一種側(cè)立面染色的3D打印方法，其核心是一種夾縫毛細(xì)滲透側(cè)立面染色法，步驟如下：⑴打印準(zhǔn)備及數(shù)據(jù)處理，開啟彩色立體打印機(jī)，處理獲得3D打印物體的分層模型；輸入需要打印的3D打印物體模型數(shù)據(jù)，打印機(jī)的處理器通過計(jì)算分析進(jìn)行均勻分層切片獲得分層模型數(shù)據(jù)，每一層的分層模型數(shù)據(jù)均包括染色外殼1和輔助外殼3，其中，染色外殼是將3D打印物體進(jìn)行均勻分層獲得的數(shù)據(jù)模型，輔助外殼是貼緊3D打印物體的染色外殼外側(cè)立面的數(shù)據(jù)模型，每一層的染色外殼與輔助外殼一一對應(yīng)貼合；生成染色外殼的單層打印線路，同時，生成緊貼生成染色外殼外輪廓的輔助外殼的單層打印線路，并且，處理器根據(jù)需要打印的3D打印物體模型數(shù)據(jù)計(jì)算獲得分層模型所有需要染色的點(diǎn)位置以及每個染色點(diǎn)所需的顏料，對應(yīng)分層模型，生成每一層對應(yīng)的單層染色噴墨打印路線；⑵打印分層模型，包括一層相互接觸的染色外殼和輔助外殼；染色外殼采用高滲透高浸潤材料先行打印成型，而后沿著染色外殼的側(cè)立面采用低滲透不浸潤的材料打印輔助外殼，染色外殼與輔助外殼相互接觸但并不形成整體，由于每一層分層模型都是采用熔融材料擠出形成的單層結(jié)構(gòu)，染色外殼與輔助外殼相互接觸的側(cè)立面不是完全垂直貼合的，而是略有外凸的弧形體，參見附圖3所示的分層微觀放大圖，染色外殼與輔助外殼之間形成了弧形夾縫；⑶噴墨，處理器控制打印機(jī)，將顏料的墨水2滴落在染色外殼與輔助外殼之間形成的弧形夾縫內(nèi)(參見附圖3所示)，墨滴經(jīng)過夾縫時由于毛細(xì)作用及重力作用快速向下沿著最外層輪廓線側(cè)立面擴(kuò)散，由于染色外殼與輔助外殼緊密接觸，墨水無法通過兩種材料所形成的緊密夾縫，只能停止下落，此時墨水被吸附在夾縫內(nèi)的側(cè)立面上對應(yīng)的染色點(diǎn)上，參見附圖4所示；由于有輔助外殼的保護(hù)，墨水準(zhǔn)確的滴落在設(shè)定位置，有效避免打印過程中出現(xiàn)墨水飛濺到其余側(cè)立面的情況，即使出現(xiàn)飛濺墨水也會落在輔助外殼上；⑷染色，墨水被染色外殼吸收，染色位置準(zhǔn)確；由于染色外殼采用高滲透高浸潤材料先行打印成型，而輔助外殼采用低滲透不浸潤的材料，墨水全部被染色外殼的側(cè)立面附著或被吸收；墨水包括顏料和溶劑，其中，溶劑部分由于分子較小，滲透較快較深，而顏料部分則留在染色外殼的側(cè)立面表面，多種不同顏色的顏料經(jīng)組合，有效產(chǎn)生所需的組合色彩，只對染色外殼形成有效的染色，避免浪費(fèi)顏料；墨水的溶劑可采用水或者光固化樹脂，如果采用水作為溶劑，那么可以通過紅外線燈加快溶劑蒸發(fā)；如果溶劑采用光固化樹脂，也可采用紫外線燈加快固化，最終形成穩(wěn)定的組合色彩；⑸顏色固化，墨水中的顏料固化染色外殼的側(cè)立面上；根據(jù)需要將相同顏色或不同顏色的墨水多次在同一染色點(diǎn)進(jìn)行噴射，產(chǎn)生所需的組合顏色，使用紅外線或紫外線進(jìn)行照射，加速墨水中溶劑的滲透或光固化樹脂的固化，從而將顏料完全固化在染色外殼最外層輪廓線側(cè)立面上；⑹進(jìn)行下一工作循環(huán)，完成單層染色處理后，在已完成染色的染色外殼和輔助外殼上打印生成另一層染色外殼和輔助外殼，重復(fù)步驟⑵至步驟⑹，直至完成全部分層模型的打??；⑺溶解或剝除外殼，一種側(cè)立面染色的3D打印方法，其特征在于：步驟如下：⑴打印準(zhǔn)備及數(shù)據(jù)處理，開啟彩色立體打印機(jī)，處理獲得3D打印物體的分層模型；⑵打印分層模型，分層模型包括相互接觸的染色外殼和輔助外殼，染色外殼與輔助外殼之間形成一弧形夾縫；⑶噴墨，處理器控制打印機(jī)，將顏料的墨水滴落在染色外殼與輔助外殼之間形成的弧形夾縫內(nèi)；⑷染色，墨水吸附在染色外殼上；⑸顏色固化，墨水中的的顏料固化在染色外殼的側(cè)立面上；⑹進(jìn)行下一工作循環(huán)，完成單層染色處理后，在已完成染色的染色外殼和輔助外殼上打印生成下一層的分層模型，重復(fù)步驟⑵至步驟⑹，直至完成全部分層模型的打??；⑺溶解或剝除外殼，完成全部分層模型的打印并染色后，根據(jù)輔助外殼材料特性選擇將輔助外殼溶解或剝除，露出經(jīng)染色的3D打印物體側(cè)立面外表面；根據(jù)高滲透浸潤材料以及低滲透不浸潤材料本身的特性選擇去除輔助外殼的方式，便于快速去除輔助外殼，而且不損傷3D打印物體本身；⑻打印完成，獲得彩色的3D打印物體，此時外表面已形成色彩豐富的圖案，滿足多功能打印的要求。打印墨水上述墨水可以采用有色染料與溶劑組成，其中溶劑包含水，樹脂，可光固化樹脂，也可以是有色染料與光固化樹脂的組合物，其他物質(zhì)還可以有滲透劑，熒光劑，穩(wěn)定劑等熟知的填充劑。打印材料本發(fā)明涉及到應(yīng)用3D打印材料上的主要有高滲透浸潤材料與低滲透不浸潤材料，其中，低滲透不浸潤材料可以采用PLA，ABS等一般3D打印材料，而高滲透材料可采用改性PLA，ABS等材料，所述的材料還可以包含有機(jī)填料、無機(jī)填料、顏料等。此打印材料的固化主劑硬化后無體積收縮的，此材料可以導(dǎo)電或被磁化。打印裝置實(shí)施例一本實(shí)施例所示的彩色立體打印機(jī)是一種三角柱形3D打印機(jī)，具體結(jié)構(gòu)參見說明書附圖5所示：包括彩色墨水盒4、機(jī)架5、可移動平臺6、高滲透料絲擠出頭7、低滲透料絲擠出頭8、彩色墨水噴頭9、載物平臺10、基座11、高滲透料絲存儲盒13、低滲透料絲存儲盒15以及相應(yīng)的導(dǎo)管14，在基座上安裝有三角柱形3D打印機(jī)的機(jī)架，在機(jī)架內(nèi)部下端安裝有一可升降的載物平臺10，該載物平臺上方的機(jī)架內(nèi)驅(qū)動安裝有一可移動平臺6，該可移動平臺的下端分別安裝有高滲透料絲擠出頭7、低滲透料絲擠出頭8以及彩色墨水噴頭9，高滲透料絲擠出頭通過導(dǎo)管14連通高滲透料絲存儲盒13，低滲透料絲擠出頭通過導(dǎo)管連通低滲透料絲存儲盒，彩色墨水噴頭連通彩色墨水盒；三角柱形3D打印機(jī)的具體安裝結(jié)構(gòu)：載物平臺的安裝結(jié)構(gòu)具體為：在機(jī)架內(nèi)部設(shè)置有三根豎直的滑軌，在該三根滑軌上安裝有載物平臺，載物平臺可以沿滑軌上、下移動，在滑軌的安裝位置的載物平臺下端均安裝有驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動載物平臺沿滑軌進(jìn)行上、下移動；可移動平臺的安裝結(jié)構(gòu)具體為：三根豎直的滑軌上部分別安裝有一根導(dǎo)向連桿的端部，三根導(dǎo)向連桿的另外一端分別連接到可移動平臺上；導(dǎo)向連桿在滑軌上移動并且可以進(jìn)行伸縮、擺動，通過控制三根導(dǎo)向連桿分別進(jìn)行移動、伸縮就能夠驅(qū)動可移動平臺進(jìn)行多個方向的移動，從而進(jìn)行各種形狀的3D打印；彩色立體打印機(jī)還安裝有一處理器或通過數(shù)據(jù)線連接計(jì)算機(jī)，控制可移動平臺以及載物平臺的升降運(yùn)動，并且分別控制高滲透料絲擠出頭、低滲透料絲擠出頭以及彩色墨水噴頭在單層打印線路的對應(yīng)位置擠出相應(yīng)劑量的材料。為了加快固化速度，在可移動平臺上還安裝有烘干燈12，根據(jù)墨水的類型不同烘干燈可選用紫外線燈或紅外線燈。使用本彩色立體打印機(jī)打印時，通過建立立體物體計(jì)算機(jī)模型，對其進(jìn)行切片分層，得到每一層的成型數(shù)據(jù)，設(shè)置單層打印線路，將得到的信息數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到打印機(jī)的計(jì)算機(jī)上，擠出裝置將由高滲透浸潤材料熔融后通過移動的平臺上的擠出頭均勻擠出，擠出頭跟隨移動平臺在水平方向運(yùn)動，將單層打印線路逐一完成，擠出裝置將由不浸潤或低浸潤材料熔融后通過移動的平臺上的擠出頭均勻擠出，擠出頭跟隨移動平臺在水平方向運(yùn)動，將輔助外殼線路逐一完成，然后將不同噴頭中的含有不同顏料的墨滴噴在打印物體最上層的最外輪廓線與輔助外殼之間的夾縫中，墨滴經(jīng)過夾縫時由于毛細(xì)作用及重力作用快速向下沿著最外層輪廓線側(cè)立面擴(kuò)散吸收，墨水的溶劑部分由于分子較小，滲透較快較深，顏料部分分子量較大則留在側(cè)立面的表面，多種不同顏色的顏料經(jīng)組合，產(chǎn)生所需的組合顏色，同時，紫外線燈或紅外線燈可以加快溶劑蒸發(fā)或光固化樹脂的固化，移動平臺提升垂直方向高度，再行在原有固化后的層體上擠出熔融材料，進(jìn)行下一工作循環(huán)，直到最終完成立體物體的打印。實(shí)施例二本實(shí)施例所示的彩色立體打印機(jī)是一種XYZ三軸立體打印機(jī)，具體結(jié)構(gòu)參見說明書附圖6所示：包括可移動平臺6、高滲透料絲擠出頭7、低滲透料絲擠出頭8、彩色墨水噴頭9、載物平臺10以及底座19，在底座中部安裝有載物平臺10，該載物平臺用于承載3D打印物體，在載物平臺外周的底座四角分別豎直固裝有Z軸立柱18，左、右兩側(cè)的Z軸滑上端分別水平固裝有一Y軸滑道17，該左、右兩側(cè)的Y軸滑道之間水平移動安裝有一X軸滑道16，該X軸滑道可以沿著Y軸滑道進(jìn)行移動；在X軸滑道上安裝有一可移動平臺6，該可移動平臺可以沿X軸滑道導(dǎo)向移動；可移動平臺的下端分別安裝有高滲透料絲擠出頭7、低滲透料絲擠出頭8以及彩色墨水噴頭9，高滲透料絲擠出頭通過導(dǎo)管連通有高滲透料絲存儲盒20，低滲透料絲擠出頭通過導(dǎo)管連通有低滲透料絲存儲盒21，彩色墨水噴頭連通彩色墨水盒4；彩色立體打印機(jī)還安裝有一處理器或通過數(shù)據(jù)線連接計(jì)算機(jī)，控制可移動平臺進(jìn)行移動，并且分別控制高滲透料絲擠出頭、低滲透料絲擠出頭以及彩色墨水噴頭在單層打印線路的對應(yīng)位置擠出相應(yīng)劑量的材料。為了加快固化速度，在可移動平臺上可以安裝有紫外線或紅外線的烘干燈。采用本打印機(jī)打印工作時，首先通過建立立體物體計(jì)算機(jī)模型，對其進(jìn)行切片分層，得到每一層的成型數(shù)據(jù)，設(shè)置單層打印線路，將得到的信息數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到打印機(jī)的計(jì)算機(jī)上，擠出裝置將由高滲透浸潤材料熔融后通過移動的平臺上的擠出頭均勻擠出，擠出頭跟隨移動平臺在水平方向運(yùn)動，將單層打印線路逐一完成，擠出裝置將由不浸潤或低浸潤材料熔融后通過移動的平臺上的擠出頭均勻擠出，擠出頭跟隨移動平臺在水平方向運(yùn)動，將輔助外殼線路逐一完成，然后將不同噴頭中的含有不同顏料的墨滴噴在打印物體最上層的最外輪廓線與輔助外殼之間的夾縫中，墨滴經(jīng)過夾縫時由于毛細(xì)作用及重力作用快速向下沿著最外層輪廓線側(cè)立面擴(kuò)散吸收，墨水的溶劑部分由于分子較小，滲透較快較深，顏料部分分子量較大則留在側(cè)立面的表面，多種不同顏色的顏料經(jīng)組合，產(chǎn)生所需的組合顏色，同時，紫外線燈或紅外線燈可以加快溶劑蒸發(fā)或光固化樹脂的固化，移動平臺提升垂直方向高度，再行在原有固化后的層體上擠出熔融材料，進(jìn)行下一工作循環(huán)，從而完成立體物體的打印。