本發(fā)明屬于3D打印設備技術領域,特別是涉及到一種3D打印零部件的裝置及其工作方法。
背景技術:目前,普通的3D打印機是一種以數字模型文件(主要包括stl和AMF兩種文件)為基礎,將數字模型進行分層,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的設備。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業(yè)設計等領域被用于制造模型,后來逐漸用于一些產品的直接制造,目前已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業(yè)設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫(yī)療產業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領域都有大量的應用。日常生活中使用的普通打印機可以打印電腦設計的平面物品,而所謂的3D打印機與普通打印機工作原理基本相同,只是打印的材料有些不同,普通打印機的打印材料是墨水和紙張,而3D打印機內部裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是實實在在的原材料,打印機與電腦連接后,通過電腦控制可以把“打印材料”一層層的疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。通俗地說,3D打印機是可以“打印”出真實的3D物體的一種設備,例如打印一個機器人、打印一臺玩具車,打印各種模型,甚至是實物等等。之所以通俗地稱其為“打印機”是參照了普通打印機的技術原理,因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。這項打印技術稱為3D立體打印技術。現在市場上的3D打印設備,均采用一個噴頭打印零件,時間成本高,同時零件內部由蜂窩網填充,導致零件的強度低、壽命短。因此現有技術當中亟需要一種新型的技術方案來解決這一問題。
技術實現要素:本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種雙噴頭雙模式3D打印機及其工作方法,用來解決普通的3D打印設備,均采用一個噴頭打印零件,時間成本高;零件內部由蜂窩網填充,零件的強度低、壽命短等技術問題。一種雙噴頭雙模式3D打印機,其特征是:包括支架、底部平臺裝置、打印材料固定裝置、驅動電機Ⅰ、噴頭Ⅰ、噴頭Ⅱ、驅動電機Ⅱ和中央控制器,所述支架包括豎直支架和水平支架,豎直支架與水平支架固定連接;所述底部平臺裝置包括打印平臺和移動式控制裝置;所述移動式控制裝置包括垂直升降移動裝置以及水平位移移動平臺裝置;所述垂直升降移動裝置包括滑動絲杠、滑塊和連接桿;所述水平位移移動平臺裝置包括同步輪和同步帶導軌;所述豎直支架的上部通過三角支架固定安裝有打印材料固定裝置,豎直支架的側壁上部固定安裝有固件;所述固件的內部設置有內螺紋;所述滑動絲杠的外部設置有外螺紋,滑動絲杠與固件固定連接;所述滑塊套在連接桿的外部,并且滑塊與連接桿活動連接;所述連接桿的兩端與滑動絲杠連接并且連接桿與驅動電機Ⅰ連接;所述噴頭Ⅰ與滑塊固定連接,噴頭Ⅰ的內部設置有步進電機、加熱管和熱敏電阻;所述噴頭Ⅱ位于噴頭Ⅰ的一側,噴頭Ⅱ與滑塊固定連接,噴頭Ⅱ的內部設置有步進電機、加熱管和熱敏電阻;所述打印平臺位于噴頭Ⅰ和噴頭Ⅱ的下方,打印平臺的下部與同步帶導軌連接;所述同步帶導軌的一端通過同步輪與水平支架連接,同步帶導軌的另一端與驅動電機Ⅱ連接;所述驅動電機Ⅰ、噴頭Ⅰ、噴頭Ⅱ和驅動電機Ⅱ均通過導線與中央控制器連接。所述噴頭Ⅱ設置有兩個噴嘴,并且兩個噴嘴分別裝有PU樹脂AB水中的A液和B液。雙噴頭雙模式3D打印機的工作方法,其特征是:包括以下步驟步驟一、通過計算機的建模軟件建立零部件模型,再通過計算機的模型切片軟件,輸出模型格式文件,并將模型格式文件拷貝至3D打印機的中央控制器;步驟二、手動輸入3D打印機的填充度、模型尺寸和模型位置,啟動“print”按鍵,3D打印機開始打印零部件;步驟三、噴頭Ⅰ按照設定的模型尺寸和模型位置,用打印材料從外向內逐層打印零部件的外輪廓面,外輪廓面的厚度達到設定數值,噴頭Ⅰ停止打印,其中,外輪廓面的厚度值與設定的填充度數值一一對應;步驟四、噴頭Ⅱ的兩個噴嘴分別裝有PU樹脂AB水中的A液和B液,并按照體積比1:1依次向外輪廓面內層同一部位噴灑,噴灑時長和單位時間的噴灑量與設定的填充度數值一一對應,固化1.5分鐘~2分鐘,形成填充體;步驟五、噴頭Ⅱ以填充體為起點,依次向填充體的一側移動,每次移動的距離與設定的填充度數值一一對應,移動后的噴頭Ⅱ重復步驟四,直至零部件內層的同一高度部位全部填充完畢;步驟六、垂直升降移動裝置帶動噴頭Ⅱ垂直上升或下降,上升或下降的距離與設定的填充度數值一一對應,重復步驟5,直至零部件內層全部填充完畢,形成填充層;步驟七、噴頭Ⅰ從填充層的內層開始,用打印材料逐層向內打印,直至零部件的尺寸與設定的模型尺寸一致,零部件打印完畢。通過上述設計方案,本發(fā)明可以帶來如下有益效果:1、本發(fā)明有兩種工作模式,模式一:噴頭Ⅰ可以獨立工作,和正常的3D打印機有相同的功能;模式二:噴頭Ⅰ負責打印零件外壁,噴頭Ⅱ負責噴進填充物(PU樹脂AB水)來代替原來的蜂窩網填充,這樣既節(jié)省了打印零部件的時間,又使零部件的強度增大。2、本發(fā)明實現了打印零部件的自動化,不僅減輕了勞動力,而且提高了打印零部件的效率,節(jié)省了大量時間。3、本發(fā)明以打印外殼,噴灑填充物(PU樹脂AB水)的方式取代了逐層打印的方式來構造物體的技術,使零部件的強度增大,降低了廢件率。4、本發(fā)明中使用的填充物是PU樹脂AB水,A液、B液的重量混全比是1:1,因A液和B液混合后會在1.5~2分鐘內固化,固化速度快,達到了節(jié)省打印時間的目的。5、本發(fā)明是在傳統(tǒng)的3D打印機設備上添加新結構改進設計的,改造加工成本低,制造過程和工藝流程的繼承性好。附圖說明以下結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明:圖1為本發(fā)明中雙噴頭雙模式3D打印機的結構示意圖。圖2為本發(fā)明中雙噴頭雙模式3D打印機的爆炸結構示意圖。圖中,1-支架、2-底部平臺裝置、3-打印材料固定裝置、4-固件、5-驅動電機Ⅰ、6-噴頭Ⅰ、7-噴頭Ⅱ、8-驅動電機Ⅱ、101-豎直支架、102-水平支架、201-打印平臺、202-滑動絲杠、203-滑塊、204-同步輪、205-同步帶導軌、206連接桿。具體實施方式如圖所示,一種雙噴頭雙模式3D打印機,主要結構包括:支架1、底部平臺裝置2、打印材料固定裝置3、驅動電機Ⅰ5、噴頭Ⅰ6、噴頭Ⅱ7、驅動電機Ⅱ8和中央控制器等,所述支架1包括豎直支架101和水平支架102,豎直支架101與水平支架102固定連接;所述底部平臺裝置2包括打印平臺201和移動式控制裝置;所述移動式控制裝置包括垂直升降移動裝置以及水平位移移動平臺裝置;所述垂直升降移動裝置包括滑動絲杠202、滑塊203和連接桿206;所述水平位移移動平臺裝置包括同步輪204和同步帶導軌205;所述豎直支架101的上部通過三角支架固定安裝有打印材料固定裝置3,豎直支架101的側壁上部固定安裝有固件4;所述固件4的內部設置有內螺紋;所述滑動絲杠202的外部設置有外螺紋,滑動絲杠202與固件4固定連接;所述滑塊203套在連接桿206的外部,并且滑塊203與連接桿206活動連接;所述連接桿206的兩端與滑動絲杠202連接并且連接桿206與驅動電機Ⅰ5連接;所述噴頭Ⅰ6與滑塊203固定連接,噴頭Ⅰ6的內部設置有步進電機、加熱管和熱敏電阻;所述噴頭Ⅱ7位于噴頭Ⅰ6的一側,噴頭Ⅱ7與滑塊203固定連接,噴頭Ⅱ7的內部同樣設置有步進電機、加熱管和熱敏電阻;所述打印平臺201位于噴頭Ⅰ6和噴頭Ⅱ7的下方,打印平臺201的下部與同步帶導軌205連接;所述同步帶導軌205的一端通過同步輪204與水平支架連接,同步帶導軌205的另一端與驅動電機Ⅱ8連接;所述驅動電機Ⅰ5、噴頭Ⅰ6、噴頭Ⅱ7和驅動電機Ⅱ8均通過導線與中央控制器連接。所述噴頭Ⅱ7設置有兩個噴嘴,并且兩個噴嘴分別裝有PU樹脂AB水中的A液和B液。所述連接桿206為伸縮式連接桿。進一步地,所述可移動控制裝置進一步包括驅動電機Ⅰ5、電源以及控制電路。進一步地,所述水平位移移動裝置位于底部平臺裝置2的下方。進一步地,所述可移動的控制裝置上設置有可供平臺移動的同步帶導軌205。進一步地,所述連接桿206的一端設置有連接噴頭Ⅰ6和噴頭Ⅱ7的夾持裝置。進一步地,所述垂直升降移動裝置中要求立在打印機兩側的滑動絲杠202同步作用,所以兩側的滑動絲杠202的指令信號要完全相同進一步地,所述驅動電機Ⅰ5分別與垂直升降移動裝置、水平位移移動裝置以及可伸縮的連接桿206相連。進一步地,噴頭Ⅰ6和噴頭Ⅱ7位于裝置頂部,下方為底部平臺裝置2,各裝置相互配合,完成打印零部件的工作。雙噴頭雙模式3D打印機的工作方法,其特征是:包括以下步驟步驟一、通過計算機的建模軟件建立零部件模型,再通過計算機的模型切片軟件,輸出模型格式文件,并將模型格式文件拷貝至3D打印機的中央控制器;步驟二、手動輸入3D打印機的填充度、模型尺寸和模型位置,啟動“print”按鍵,3D打印機開始打印零部件;步驟三、噴頭Ⅰ6按照設定的模型尺寸和模型位置,用打印材料從外向內逐層打印零部件的外輪廓面,外輪廓面的厚度達到設定數值,噴頭Ⅰ6停止打印,其中,外輪廓面的厚度值與設定的填充度數值一一對應;步驟四、噴頭Ⅱ7的兩個噴嘴分別裝有PU樹脂AB水中的A液和B液,并按照體積比1:1依次向外輪廓面內層同一部位噴灑,噴灑時長和單位時間的噴灑量與設定的填充度數值一一對應,固化1.5分鐘~2分鐘,形成填充體;步驟五、噴頭Ⅱ7以填充體為起點,依次向填充體的一側移動,每次移動的距離與設定的填充度數值一一對應,移動后的噴頭Ⅱ7重復步驟四,直至零部件內層的同一高度部位全部填充完畢;步驟六、垂直升降移動裝置帶動噴頭Ⅱ7垂直上升或下降,上升或下降的距離與設定的填充度數值一一對應,重復步驟5,直至零部件內層全部填充完畢,形成填充層;步驟七、噴頭Ⅰ6從填充層的內層開始,用打印材料逐層向內打印,直至零部件的尺寸與設定的模型尺寸一致,零部件打印完畢。本發(fā)明的目的在于提供一種應用于加工零部件的裝置,有著結構緊湊、加工成本低、節(jié)省時間等特點的雙噴頭雙模式3D打印零部件的設備。實現打印零部件的自動化,不僅減輕了勞動力,而且提高了打印零部件的效率,使零部件的強度增大,廢品率降低。具體工作流程如下,先通過計算機建模軟件(如CATIA等)建模,如果存在現成的模型(比如動物模型、人物或者微縮建筑等)也可以,然后使用打印機的模型切片軟件cura,打開軟件將一個stl格式的模型文件導入,輸出一個格式文件,通過SD卡或者USB優(yōu)盤將其連接到打印機的控制板上,將其拷貝到3D打印機中,再進行打印設置,例如,調整填充度,模型尺寸和模型位置等,調好以后即可點擊“print”開始打印零部件。首先噴頭Ⅰ6一層一層打印零部件的外輪廓,以適當加厚外壁的厚度,減少在打印過程中產生的沒有必要的變形,每一層先打印最外邊的形狀,噴頭Ⅰ6的噴頭出料是通過一個加熱管和熱敏電阻,它們能夠控制材料的溫度,可將其融化,拉成細絲,將所要打印的零部件的外輪廓面逐層地打印出來;然后通過噴頭Ⅱ7給零部件外輪廓框架內部填充PU樹脂AB水,而噴頭Ⅱ7有兩個噴嘴,分別裝有A液、B液,填充過程中以1:1混合噴入零部件外輪廓框架中,兩種液體混合后會迅速在1.5分鐘~2分鐘內固化;最后再用噴頭Ⅰ6將其一層一層的覆蓋住,完成整個零部件的打印。